岩石工程勘测与设计

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岩石工程勘测与设计

1 岩石工程地质勘测。

岩石工程的地质勘测通过地质测绘、工程地球物理勘探、钻探和坑探等手段对地形地貌、水文

地质条件、岩石的物理力学性质开展分析研究，为工程设计提供依据。

现代工程地质勘测中，测绘仪器和手段愈发进步，包括全站仪、GPS 技术以及三维激光扫描技

术等。董秀军和黄润秋结合工程实例，阐述应用三维激光扫描技术解决高陡边坡调查中有关边

坡快速编录和岩体结构面参数测量的原理与方法。叶根喜等指出，GSR 是以声波测井数据为基

础，对岩体性质进行定量、综合评估，在软岩区域圈定、关键层识别、底板突水危险区勘察方

“ ”面具有直观、定量表述的优势；并提出基于地球物理技术的矿山岩体性质原位研究基本思

路。地球物理勘探方法还在多种工程领域获得应用。如底青云等以声波测速法为主，结合瞬变

电磁法、岩芯波速测量等方法，采用物理钻探技术，能直观、有效地揭露岩体内部的地质条

件。崔建文等讨论了国内外瑞利波勘探、瞬态法探测技术的应用特点和存在的问题，并提出了

可能的解决途径。

基于钻探技术和钻孔原位勘测是一个重要途径，不少学者提出了提取岩体参数的新方法。王川

婴等通过钻孔摄像技术获取岩体的结构特性，提出一种评价岩体完整性的新方法，并应用于开

滦煤矿唐山矿区数字钻孔摄像工程地质勘测中的离层孔。胡波等以统计窗为基础，结合地质素

描和数码摄像技术，补充发展了一套岩体精细结构测绘的现场工作方法。以现场测绘为基础建

立岩体结构模型，通过离散元数值试验与物理模型试验的对比，验证数值试验的精度，并以锦

屏一级水电站为例对坝区岩体进行大样本岩体数值试验与岩体质量评价比较分析。W. R. Lin 提

出基于岩芯非弹性应变恢复量测定的深孔三维地应力测试方法，介绍了方法的基本原理、试验

技术和基本操作程序，并通过工程实例验证了测试结果的使用价值。

2 室内与现场原位测试仪器设备。

岩石工程的室内测试技术，除了传统的材料试验机，如单轴、三轴以及剪切试验机等，目前还

根据岩石工程的需要，发展了岩石破裂过程 CT（ComputerizedTomography）检测、软岩剪切

测试与岩石蠕变测试技术、现场变形测试、现场弹性波测试与地应力测试技术等。基于上述测

试新技术，在岩石工程超前预报、动态反馈分析、设计优化、长期工程安全与风险分析、岩体

质量分类、变形稳定技术标准等方面取得了一系列成果。

CT 检测通过图像重建，使指定面上不同密度的材料信息以高分辨率的数字图像显示出来。葛

修润等利用研制的与 CT 机配套的专用加载设备，进行了三轴（单轴）荷载作用下岩石破坏全

过程的细观损伤扩展规律的动态CT 试验，得到了在不同荷载作用下岩石从微孔洞被压密到微

裂纹萌生、分叉、发展、断裂、破坏直到卸载等各个阶段清晰的CT 图像。软岩剪切测试主要

采用的是 RYJ 软岩剪切流变仪。近年来，岩石工程的试验测试装置得到了研制和改进，以适

应大型、复杂工程需要，包括三轴模拟试验台、复杂条件下的地质力学模型试验设备以及数码

手段的应用等，并获得现场测试的代表性成果.陈安敏等研制多功能模拟试验装置，可对洞室、

洞群、边坡和基坑进行平面地质力学模型试验，对预应力锚索加固的岩体模拟试件进行抗剪强

度试验，采用研制成功的活塞式均布压力加载器加载，可满足大型岩土工程试验的需要。周国

庆等在中国矿业大学建立大型三轴物理模拟试验台，试验压力可达11.0 MPa,进行了地层加固

“ ”后围岩与井壁相互作用等研究，取得了包括井壁破坏机制附加力理论的研究成果。张强勇等

研制出一种能实施同步非线性均匀加载的组合式地质力学模型试验系统，具有尺寸可调、加载

规模大、持荷稳定等优点，并利用其对一大型分岔隧道工程进行了模型试验，有效揭示了围岩

位移场、应力场的变化规律和岩锚支护效应。李仲奎等在溪洛渡水电站厂房洞室群三维地质力

学模型试验中采用高容重模拟材料 NIOS、三维复杂地应力场的生成和监控、洞室群施工过程

中的隐蔽开挖技术和内窥监测等新技术。李元海等采用自行研发的岩土工程数字照相量测软件

系统PhotoInfor,对隧道围岩的变形破坏模式和不同围压作用下的变形破裂演变过程进行试验观

测和定性、定量分析，并可对围岩破裂带的范围进行准确界定，是岩石相似模型试验中有效的

变形测量手段。一些新兴的岩石工程，如 CO2 地质封存、页岩气开发、干热岩地热开发等也

陆续助推了新的岩石力学试验装备的研发与应用，如李小春等研制的岩石两相致裂仪等。

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岩石工程勘测与设计1岩石工程地质勘测。岩石工程的地质勘测通过地质测绘、工程地球物理勘探、钻探和坑探等手段对地形地貌、水文地质条件、岩石的物理力学性质开展分析研究，为工程设计提供依据。现代工程地质勘测中，测绘仪器和手段愈发进步，包括全站仪、GPS技术以及三维激光扫描技术等。董秀军和黄润秋结合工程实例，阐述应用三维激光扫描技术解决高陡边坡调查中有关边坡快速编录和岩体结构面参数测量的原理与方法。叶根喜等指出，GSR是以声波测井数据为基础，对岩体性质进行定量、综合评估，在软岩区域圈定、关键层识别、底板突水危险区勘察方“”面具有直观、定量表述的优势；并提出基于地球物理技术的矿山岩体性质原位研究基本思路。...

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