[发明专利]一种含有软弱结构面的岩体取样方法

说明书

本发明公开一种含有软弱结构面的岩体取样方法，包括如下步骤：选取包含软弱结构面的取样部位凿成平面；在取样平面上预先标出试样区域，其中软弱结构层上部和下部的坚硬岩石层厚度相等；在试样区域表面铺设钢丝，并涂覆保护层；以保护层边缘为基线垂直岩壁向内切割形成试样的侧面和背面，对各面进行保护；现场养护切割的试样并打磨、得到符合尺寸要求的试样；将软弱结构层处的保护层凿开，封填试样，使其保持取样现场的含水率；然后将试样运输到实验室，剪断各面铺设的钢丝，使软弱结构层显露，将试样装上剪切盒进行实验。采用该方法可以简单方便地获得无扰动、与现场具有相同的含水率的完整岩样，可用于室内直接测定岩体的基本流变力学特性。

技术领域

本发明涉及一种岩体原位取样方法，特别涉及一种含有软弱结构面的岩体取样方法。

背景技术

在漫长的地质演化过程中，完整的岩体受到各种各样的构造地质作用，从而产生了各种软弱结构面，如断层、夹层、层间及层内错动带等。这些软弱结构面填充粘土、泥和岩石碎块等，强度相对完整岩体低的多，其直接控制了整个地下洞室的稳定性。同时开挖卸荷后，形成临空面，软弱结构面直接影响了大型岩石工程的变形。软弱结构面强度受含水率的影响较大，因此对这种软弱结构面的基本流变力学特性的试验研究是许多重大工程长期安全性评价亟待解决的问题。

目前，室内试验主要采用的岩样基本都是完整岩石，对于岩体的室内试验很少开展，即使进行含有软弱结构面的岩体试验，出于取样困难和经费高昂的考虑，也仅仅限于从现场取回软弱结构面中的物质制备重塑样，并且仅仅限于小尺度岩体，无法获得无扰动的与现场含水率相同的大尺度岩体，导致对现场岩体的基本物理力学特性的了解有偏差，缺乏直接测试资料去评价含有软弱结构面的岩体工程的长期稳定性和安全性。

发明内容

发明目的：针对现有的岩体取样技术存在的无法获得无扰动岩体试样、所得岩体试样中含水率与现场有偏差等问题，提供一种含有软弱结构面的岩体取样方法。

技术方案：本发明所述的一种含有软弱结构面的岩体取样方法，包括如下步骤：

1)选址：在岩壁上选取包含软弱结构面的取样部位，将该部位的岩壁凿成平面，该平面中，软弱结构层的上部和下部均有坚硬岩石层；

当岩壁不同位置处的软弱结构面存在宽度差时，优选宽度较小的位置处为取样地点；进一步的，选取的取样部位凿成平面后，平面尺寸为试样尺寸的2～3倍。

2)标注：根据待制作试样的形状和尺寸在取样平面上预先标注出试样区域，试样区域中软弱结构层上部和下部的坚硬岩石层厚度相等；

较优的，当试样区域标注完成后，可自试样区域的边线向外延伸10～20mm形成取样区域，标注出该取样区域；该取样区域可作为后续保护、切割试样时的基准线，从而减少切割时对中心试样结构可能造成的影响。

3)保护：在试样区域表面沿着与软弱结构层垂直的方向铺设钢丝，然后在试样区域表面涂覆保护层，该保护层为砂浆和/或砂层，涂覆区域大于试样区域；

可根据试样的大小选择铺设钢丝的数量，一般铺设1～2跟；

优选的，如果步骤2)中通过标注限定了取样区域，涂覆保护层时，可将取样区域的边线作为保护层的涂覆边缘；

进一步的，试样区域内的坚硬岩石层表面和软弱结构层表面涂覆不同强度的保护层，由于后续对试样进行测试时，需将软弱结构层表面的保护层凿开，因此软弱结构层表面优选涂覆强度相对较低的保护层；最好在坚硬岩石层表面涂覆高强度砂浆，并在软弱结构层表面涂覆砂层；高强度砂浆和砂层的厚度优选为10～20mm。

4)切割：根据待制作的试样尺寸，以保护层边缘为切割基线、垂直岩壁向内切割形成试样的侧面和背面，根据步骤3)的方法分别对各面进行保护；