一種劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于原位試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法，先將試驗(yàn)風(fēng)化巖層鉆孔至試驗(yàn)風(fēng)化巖層標(biāo)高以上5cm，清除殘土并進(jìn)行護(hù)壁；再連接好標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置，檢查觸探桿的接頭后將貫入器放入鉆孔中至孔底；然后采用穿心錘進(jìn)行錘擊將貫入器打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中，根據(jù)觸探桿上的刻度線打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中5cm，之后打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中10cm的錘擊數(shù)為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)；貫入深度小于10cm時(shí)換算成貫入深度為10cm的錘擊數(shù)；提出貫入器并得到試驗(yàn)風(fēng)化巖層的風(fēng)化程度劃分標(biāo)準(zhǔn)；需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)重復(fù)上述操作進(jìn)行試驗(yàn)；其方法簡(jiǎn)單，原理科學(xué)，使用的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，便于安裝和測(cè)讀。
【專利說(shuō)明】一種劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于原位試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法，用于判斷風(fēng)化巖地區(qū)巖石的風(fēng)化程度并劃分類型，彌補(bǔ)現(xiàn)有設(shè)備只能適用于砂性土、粘性土和風(fēng)化巖殘積土的不足，，能夠直接劃分風(fēng)化巖石的風(fēng)化程度，對(duì)處于強(qiáng)風(fēng)化~中風(fēng)化的較硬巖石能夠細(xì)分出強(qiáng)風(fēng)化巖石的上、中、下三個(gè)亞帶。
【背景技術(shù)】:
[0002]目前，巖石風(fēng)化程度劃分大多采用工程地質(zhì)定性評(píng)價(jià)方法，從巖石結(jié)構(gòu)、顏色、礦物成分、節(jié)理發(fā)育程度和掘進(jìn)難易程度等方面綜合分析確定，依賴這些定性的不確定判斷依據(jù)進(jìn)行風(fēng)化程度的劃分帶有很大隨意性，尤其是兩個(gè)風(fēng)化等級(jí)之間存在漸變關(guān)系時(shí)，給過(guò)渡帶劃定分界線帶來(lái)很大困難，而且，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021 - 2001)規(guī)定，對(duì)于花崗巖類巖石，可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)劃分其風(fēng)化程度，N > 50為強(qiáng)風(fēng)化；50>N ^ 30為全風(fēng)化；N〈30為殘積土，其中，N為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)；但是，對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化~中風(fēng)化巖石的劃分并未給出采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)貫入設(shè)備(標(biāo)貫器)對(duì)該類較硬風(fēng)化巖也不能適應(yīng)。因此，設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)指標(biāo)判別巖石風(fēng)化程度，特別是強(qiáng)風(fēng)化~中風(fēng)化巖石(強(qiáng)風(fēng)化分為上、中、下三個(gè)亞帶)，準(zhǔn)確劃分風(fēng)化層，對(duì)于挖掘承載力、正確選擇基礎(chǔ)類型、減少投資和縮短工期具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)提供一種劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法，利用落錘能量將貫入器貫入土中，根據(jù)打入風(fēng)化巖中的錘擊數(shù)(N)直觀判別巖石風(fēng)化程度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置中實(shí)現(xiàn)，其具體步驟為:
[0005](I)、采用常規(guī)的鉆具將試驗(yàn)風(fēng)化巖層鉆孔至試驗(yàn)風(fēng)化巖層標(biāo)高以上5cm，清除殘土，并根據(jù)需要進(jìn)行護(hù)壁；
[0006](2)、貫入前，連接好標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置，檢查觸探桿的接頭保證觸探桿的接頭不松脫，再將貫入器放入鉆孔中至孔底，測(cè)量得到鉆孔深度，保持觸探桿垂直；
[0007](3)、貫入時(shí)，采用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的穿心錘進(jìn)行錘擊，保證落距為76cm，穿心錘自由下落時(shí)，減少導(dǎo)向桿與穿心錘之間的摩擦阻力，避免穿心錘錘擊時(shí)偏心和側(cè)向晃動(dòng)，并保持導(dǎo)向桿、觸探桿和貫入器連接后垂直；
[0008](4)、以每分鐘15~30擊的貫入速度將貫入器打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中，先根據(jù)觸探桿上的刻度線打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中5cm，打入的5cm不計(jì)擊數(shù)，之后打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中IOcm的錘擊數(shù)為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)N ;貫入深度小于IOcm時(shí),按照公式Ν=30η/ Δ S換算成貫入深度為IOcm的錘擊數(shù)N，其中η為所選取的任意貫入量的錘擊數(shù)，單位為擊；Λ S為對(duì)應(yīng)錘擊數(shù)η擊的貫入量，單位為cm;
[0009](5)、提出貫入器，得到試驗(yàn)風(fēng)化巖層的風(fēng)化程度劃分標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)Ν〈18為全風(fēng)化；30>N≤18為強(qiáng)風(fēng)化上亞帶；45>N≤30為強(qiáng)風(fēng)化中亞帶；70>N≤45為強(qiáng)風(fēng)化下亞帶；N≤70為中風(fēng)化巖；
[0010](6)、若需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)，重復(fù)上述操作步驟進(jìn)行試驗(yàn)。
[0011]本發(fā)明涉及的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置的主體結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向桿、穿心錘、錘墊、觸探桿、出水孔和貫入器；導(dǎo)向桿嵌入式安裝在穿心錘中間，用于控制穿心錘的自由下落方向；帶有自動(dòng)脫鉤裝置的穿心錘的底部設(shè)置有錘墊，穿心錘能自由落體到錘墊上，穿心錘的錘重63.5kg，落距76cm ;錘墊的底部采用絲扣緊固連接制有觸探桿；觸探桿上設(shè)置有刻度線，用于直觀觀測(cè)貫入深度，觸探桿的直徑為42mm ;帶刃口的空心金屬管結(jié)構(gòu)的貫入器與觸探桿通過(guò)絲扣連接緊固，貫入器采用超高強(qiáng)度合金鋼制成，貫入器的長(zhǎng)度為300mm，內(nèi)徑為35mm,外徑為55mm,刃口角度為22° ;貫入器的頂端設(shè)有直徑為15mm的出水孔。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其方法簡(jiǎn)單，原理科學(xué)，使用的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，便于安裝和測(cè)讀，可直接劃分風(fēng)化巖石的風(fēng)化程度，將強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化巖石分界及強(qiáng)風(fēng)化巖上、中、下三個(gè)亞帶的細(xì)分。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0013]圖1為本發(fā)涉及的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明涉及的貫入器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明涉及的貫入器的橫剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0016]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例:
[0018]本實(shí)施例在標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置中實(shí)現(xiàn)，其具體步驟為:
[0019](I)、采用常規(guī)的鉆具將試驗(yàn)風(fēng)化巖層鉆孔至試驗(yàn)風(fēng)化巖層標(biāo)高以上5cm，清除殘土，并根據(jù)需要進(jìn)行護(hù)壁；
[0020](2)、貫入前，連接好標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置，檢查觸探桿4的接頭保證觸探桿4的接頭不松脫，再將貫入器6放入鉆孔中至孔底，測(cè)量得到鉆孔深度，保持觸探桿4垂直；
[0021](3)、貫入時(shí)，采用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的穿心錘2進(jìn)行錘擊，保證落距為76cm，穿心錘2自由下落時(shí)，減少導(dǎo)向桿I與穿心錘2之間的摩擦阻力，避免穿心錘2錘擊時(shí)偏心和側(cè)向晃動(dòng)，并保持導(dǎo)向桿1、觸探桿4和貫入器6連接后垂直；
[0022](4)、以每分鐘15~30擊的貫入速度將貫入器6打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中，先根據(jù)觸探桿4上的刻度線打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中5cm，打入的5cm不計(jì)擊數(shù)，之后打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中IOcm的錘擊數(shù)為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)N ;貫入深度小于IOcm時(shí)，按照公式Ν=30η/ Δ S換算成貫入深度為IOcm的錘擊數(shù)N,其中η為所選取的任意貫入量的錘擊數(shù),單位為擊；Δ S為對(duì)應(yīng)錘擊數(shù)η擊的貫入量，單位為cm ；
[0023](5)、提出貫入器6，得到試驗(yàn)風(fēng)化巖層的風(fēng)化程度劃分標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)Ν〈18為全風(fēng)化；30>Ν≤18為強(qiáng)風(fēng)化上亞帶；45>Ν≤30為強(qiáng)風(fēng)化中亞帶；70>Ν≤45為強(qiáng)風(fēng)化下亞帶；N≤70為中風(fēng)化巖；
[0024](6)、若需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)，重復(fù)上述操作步驟進(jìn)行試驗(yàn)。[0025]本實(shí)施例涉及的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置的主體結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向桿1、穿心錘2、錘墊3、觸探桿4、出水孔5和貫入器6 ;導(dǎo)向桿I嵌入式安裝在穿心錘2中間，用于控制穿心錘2的自由下落方向；帶有自動(dòng)脫鉤裝置的穿心錘2的底部設(shè)置有錘墊3，穿心錘2能自由落體到錘墊3上，穿心錘2的錘重63.5kg，落距76cm ;錘墊3的底部采用絲扣緊固連接制有觸探桿4 ；觸探桿4上設(shè)置有刻度線，用于直觀觀測(cè)貫入深度，觸探桿4的直徑為42mm ;帶刃口的空心金屬管結(jié)構(gòu)的貫入器6與觸探桿4通過(guò)絲扣連接緊固，貫入器6采用超高強(qiáng)度合金鋼制成，貫入器6的長(zhǎng)度為300mm，內(nèi)徑為35mm，外徑為55mm，刃口角度為22° ;貫入器6的頂端設(shè)有直徑為15mm的出水孔5。
【權(quán)利要求】
1.一種劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法，其特征在于在標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置中實(shí)現(xiàn)，其具體步驟為: (I )、采用常規(guī)的鉆具將試驗(yàn)風(fēng)化巖層鉆孔至試驗(yàn)風(fēng)化巖層標(biāo)高以上5cm，清除殘土，并根據(jù)需要進(jìn)行護(hù)壁； (2)、貫入前，連接好標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置，檢查觸探桿的接頭保證觸探桿的接頭不松脫，再將貫入器放入鉆孔中至孔底，測(cè)量得到鉆孔深度，保持觸探桿垂直； (3)、貫入時(shí)，采用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的穿心錘進(jìn)行錘擊，保證落距為76cm，穿心錘自由下落時(shí)，減少導(dǎo)向桿與穿心錘之間的摩擦阻力，避免穿心錘錘擊時(shí)偏心和側(cè)向晃動(dòng)，并保持導(dǎo)向桿、觸探桿和貫入器連接后垂直； (4)、以每分鐘15~30擊的貫入速度將貫入器打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中，先根據(jù)觸探桿上的刻度線打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中5cm,打入的5cm不計(jì)擊數(shù),之后打入試驗(yàn)風(fēng)化巖層中IOcm的錘擊數(shù)為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)N ;貫入深度小于IOcm時(shí)，按照公式Ν=30η/ Δ S換算成貫入深度為IOcm的錘擊數(shù)N，其中η為所選取的任意貫入量的錘擊數(shù)，單位為擊；Λ S為對(duì)應(yīng)錘擊數(shù)η擊的貫入量，單位為cm ； (5)、提出貫入器，得到試驗(yàn)風(fēng)化巖層的風(fēng)化程度劃分標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)Ν〈18為全風(fēng)化；30>Ν≥18為強(qiáng)風(fēng)化上亞帶；45>Ν≥30為強(qiáng)風(fēng)化中亞帶；70>Ν≥45為強(qiáng)風(fēng)化下亞帶；N≥70為中風(fēng)化巖； (6)、若需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)，重復(fù)上述操作步驟進(jìn)行試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的劃分巖石風(fēng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法，其特征在于涉及的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)裝置的主體結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向桿、穿心錘、錘墊、觸探桿、出水孔和貫入器；導(dǎo)向桿嵌入式安裝在穿心錘中間，用于 控制穿心錘的自由下落方向；帶有自動(dòng)脫鉤裝置的穿心錘的底部設(shè)置有錘墊，穿心錘能自由落體到錘墊上，穿心錘的錘重63.5kg，落距76cm ;錘墊的底部采用絲扣緊固連接制有觸探桿；觸探桿上設(shè)置有刻度線，用于直觀觀測(cè)貫入深度，觸探桿的直徑為42mm;帶刃口的空心金屬管結(jié)構(gòu)的貫入器與觸探桿通過(guò)絲扣連接緊固，貫入器采用超高強(qiáng)度合金鋼制成，貫入器的長(zhǎng)度為300mm，內(nèi)徑為35mm，外徑為55mm，刃口角度為22° ;貫入器的頂端設(shè)有直徑為15mm的出水孔。
【文檔編號(hào)】E02D1/00GK103469778SQ201310439720
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】張明義, 白曉宇, 張亞妹, 湯洪霞 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)