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岩石力学参数的获取一直是岩石力学领域的重要研究内容。由于岩石形成条件与赋存环境的复杂性,因此岩石力学参数的取值存在诸多问题。本文从对目前岩石力学参数获取研究的现状分析着手,提出一种新的岩石原位试验的方法-钻孔孔壁贯入仪法。通过大理岩钻孔贯入的模型试验,同时选取岩样进行常规室内岩石力学试验,并对试验结果进行研究分析得出相关结论。本文创新点主要表现在:(1)成功研制了进行原位试验的钻孔孔壁贯入仪;(2)分析该装置对岩石的作用机理,初步解释了试验结果。核心内容如下:
第一,对目前岩土工程发展现状进行综述,指出原位试验的重要性;对目前岩石力学参数确定方法的发展现状进行阐述;提出了本文的研究意义与研究思路。
第二,详细阐述了各类岩石变形破坏参数的确定方法,分析各方法的优点及存在的一些问题,为本文提出研制新型岩石原位测试装置及相应试验方法提供依据。
第三,基于对原位试验的特点的分析,针对目前测试方法技术存在的问题,结合工程特点及需求,成功研发了新型岩石原位试验的测试方法及实验装置-钻孔孔壁贯入仪。详细说明了钻孔壁贯入仪实验系统的设计思路,装置结构设计方案,获取力学参数的原理与方法。进行了大理岩钻孔贯入模型试验以及数值模拟,并对结果进行了分析。
第四,为了与大理岩钻孔贯入模型试验进行对比,选取大理岩样本进行了常规室内岩石力学试验,包括单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂试验,得到了大理石的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度。
第五,将常规试验结果和贯入仪的模型试验结果进行分析,得出相应的结论,评价贯入仪装置的试验方法与原理的合理性及存在的不足,并指出下一步工作内容。