钻孔内测试岩体工程力学参数方法
岩土工程力学性质实验参数测定法
岩土工程力学性质实验参数测定法岩土工程力学性质实验参数测定法是一种用于测定岩土工程中的力学性质参数的方法。
通过准确测量和分析岩土材料的力学性能，可以为工程设计、施工和安全评估提供可靠的依据。
本文将介绍几种常用的岩土工程力学性质实验参数测定法。
一、岩土材料的抗压强度测定法岩土材料的抗压强度是评估其承受力和稳定性的重要参数。
常用的抗压强度测定方法有单轴抗压试验、三轴抗压试验和剪切试验等。
单轴抗压试验是将岩土样品放置在闭合的压力室内，沿着样品的轴向施加均匀的垂直荷载，通过测量荷载和变形的关系，确定其抗压强度和变形模量。
三轴抗压试验是将岩土样品裁剪成规定形状的圆柱体，将其放置在三轴压力容器中，施加均匀的轴向荷载和周向侧压力，测定应力-应变关系，进而确定抗压强度和剪切强度。
剪切试验是为了确定岩土材料的抗剪强度和剪切变形特性。
常用的剪切试验有直剪试验、剪切筒试验和剪切盒试验等。
通过施加不同的剪切载荷和变形，测定岩土材料的剪切强度和剪切模量。
二、岩土材料的渗透性测定法渗透性是指水分在岩土材料中传递和渗透的能力。
渗透性是岩土材料的一个重要物理性质，对于岩土工程的建设和维护具有重要意义。
常用的岩土材料渗透性测定方法有恒压渗透试验、恒流渗透试验和三水头渗透试验等。
恒压渗透试验是将岩土样品放置在渗透仪器中，通过施加恒定的压力，测量流量和渗透压差，从而计算材料的渗透系数。
恒流渗透试验是将岩土样品放置在渗透仪器中，通过施加恒定的流量，测量渗透压差和时间，从而计算材料的渗透系数。
三水头渗透试验是通过施加不同水头高度，测量渗透压差和时间，从而计算材料的渗透系数。
三、岩土材料的抗剪强度测定法岩土材料的抗剪强度是分析和设计岩土工程的重要参数。
常用的抗剪强度测定方法有直剪试验、剪切试验和三轴剪切试验等。
直剪试验是将岩土样品放置在闭合的剪切仪器中，施加相等而相反方向的剪切荷载，通过测量剪切应力和剪切应变的关系，确定其抗剪强度和变形特性。
现场岩石力学参数测试方法
现场岩石力学参数测试方法现场岩石力学参数测试是指在实地采集岩石标本、岩芯、岩土等材料，通过对这些材料进行一系列实验、测试、分析，获取和确定岩石力学参数的一种方法。
这些参数包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等，是岩石力学研究和工程设计的重要依据。
下面将介绍一些常见的现场岩石力学参数测试方法。
1.岩石采样现场采用岩石采样器，如岩芯钻机、取样器等，对目标岩石进行采样，采取完整的岩样，使其具有代表性。
2.岩样制备采样回到实验室后，对岩样进行切割、平整和修整，制备成规定尺寸的标准试样。
在制备过程中，需要注意使试样表面平整、无杂质。
3.抗压强度测试抗压强度是岩石最常见的力学性能指标之一、常用的测试方法有单轴抗压试验和三轴抗压试验。
单轴抗压试验：将规定大小的试样放入试样夹持装置中，然后以一定的载荷速率沿垂直于试样轴向施加压力，记录载荷和位移的关系，从而计算得出岩石的抗压强度。
三轴抗压试验：在一定的围压下，利用压克力装置施加规定速率的轴向载荷，测定岩样受压断裂的应力与轴向应变关系，从而计算得出岩石的抗压强度。
4.抗拉强度测试抗拉强度是一种常见的破坏性力学指标，用于评估岩石的抗拉性能。
常用的测试方法有拉伸试验和剪切试验。
拉伸试验：将规定大小的试样置于拉伸装置中，施加恒定的载荷，在岩样上产生拉伸应力，记录载荷和变形的关系，从而计算得出岩石的抗拉强度。
剪切试验：将规定大小的试样置于剪切装置中，施加剪切载荷，记录载荷和位移的关系，从而计算得出岩石的剪切强度。
5.岩石变形特性测试岩石的变形特性是指岩石在加载过程中的应力-应变关系，常用指标包括弹性模量、泊松比等。
测试方法主要有弹性模量试验和泊松比试验。
弹性模量试验：将试样放入弹性模量测试装置中，施加规定载荷，在岩样上产生应变，记录载荷和应变的关系，从而计算得出岩石的弹性模量。
泊松比试验：将试样置于泊松比测试装置中，施加规定载荷，在试件上产生应变，记录载荷和应变的关系，从而计算得出岩石的泊松比。
岩土力学参数的确定方法研究
岩土力学参数的确定方法研究引言：岩土力学参数的确定是岩土工程领域中的重要研究内容。
准确的岩土力学参数能够为工程设计、施工和安全评估提供基础信息。
本文旨在探讨岩土力学参数的确定方法及其研究进展，以期为岩土工程领域的从业者提供一些有益的参考。
一、实验室室内试验方法实验室室内试验方法是研究岩土力学参数的常用手段之一。
这种方法通过收集土样，进行室内试验来确定岩土体的力学特性。
常见的室内试验方法包括三轴剪切试验、单轴压缩试验和直剪试验等。
三轴剪切试验是岩土工程中最常用的试验方法之一。
它通过应用不同的轴向应力和剪切应力，以模拟岩土体在实际工程中的受力状态。
试验结果可用于确定剪切强度参数、剪切模量等岩土力学参数。
单轴压缩试验是另一种常用的岩土力学参数确定方法。
试验中，土样仅受到纵向应力的作用，在特定条件下进行压缩，从而得出相关参数，如压缩模量和泊松比等。
直剪试验是一种用于确定土体抗剪强度参数的方法。
试验中，土样被切割为两个部分，通过对这两个部分施加剪切力来测定土体的剪切强度。
直剪试验可提供土体无侧限剪切强度参数，如摩擦角和内聚力。
二、现场探测方法除了室内试验方法，现场探测方法是另一种常用的岩土力学参数确定手段。
这种方法通过采用现场探测仪器，对地下岩土体的物理特性进行检测和分析。
地震勘探是一种常见的现场探测方法。
地震勘探利用地震波在不同岩土层中传播的速度和反射特征来分析地下岩土的结构和性质。
通过对地震波的解释和分析，可以得出一些重要的力学参数，如波速和泊松比等。
钻孔探测是另一种常用的现场探测方法。
通过钻孔方式，收集岩土样品，并进行物理力学试验分析，可以得到一系列岩土力学参数，如黏聚力、内摩擦角等。
三、数值模拟方法随着计算机技术的不断发展，数值模拟方法在岩土力学参数确定领域得到了广泛应用。
这种方法通过建立数学模型和运用岩土力学理论，对岩土体的力学响应进行模拟和分析。
有限元法是常用的数值模拟方法之一。
该方法将岩土体划分为有限数量的单元，通过有限元方程求解来模拟岩土的行为。
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析是一个重要的环节，它对于工程的设计、施工和监测具有重要的指导作用。
本文将介绍一些地质勘察工程中岩石力学参数测定与分析的规范要求。
一、岩石力学参数的测定1. 岩石抗压强度的测定岩石抗压强度是评价岩石抗压性能的重要指标。
测定岩石抗压强度时，应选取岩石试样，并采用标准试验方法进行测定。
常用的测定方法有单轴抗压试验和围压试验两种。
在进行单轴抗压试验时，应根据岩石的性质和用途选择合适的试验荷载方式和荷载速率。
试样的准备和试验过程应严格按照规范要求进行，以保证测试结果的准确性。
在进行围压试验时，应选择适当的围压强度和应力路径。
试验过程中要注意控制围压强度和应力路径，以确定岩石在不同应力状态下的抗压强度。
2. 岩石剪切强度的测定岩石剪切强度是评价岩石抗剪性能的指标。
测定岩石剪切强度常采用直接剪切试验和剪切强度试验两种方法。
在进行直接剪切试验时，应选择适当的正应力和剪切速率，并保证试样的准备和试验过程符合规范要求。
在进行剪切强度试验时，应控制试验条件，如保持试样的饱和状态、选取合适的剪切速率和应力路径等，以获得准确的剪切强度值。
3. 岩石弹性模量的测定岩石弹性模量是衡量岩石变形性能的重要参数。
测定岩石弹性模量时，应选择合适的试验方法和试验设备，并按照规范要求进行试验。
常用的测定方法有静弹模量试验和动弹模量试验两种。
在进行静弹模量试验时，应根据岩石的性质选择合适的荷载方式和荷载速率，并保证试验过程中的应力状态和变形状态处于线弹性范围内。
在进行动弹模量试验时，应选择适当的试验频率、试验振幅和试验条件，并保证试验结果的准确性。
二、岩石力学参数的分析1. 岩石强度与变形特性的相关性分析岩石的强度和变形特性是相互关联的，其关系对于岩石力学参数的分析非常重要。
在进行岩石力学参数的分析时，应充分考虑岩石的强度与变形特性之间的相关性。
2. 岩石力学模型的选择岩石力学模型是进行岩石力学参数分析的基础。
隧道围岩的岩石力学参数测试方法
隧道围岩的岩石力学参数测试方法隧道工程在现代城市建设中具有重要的作用，而隧道围岩的稳定性则是其安全性的关键。
岩石力学参数的测定是评估隧道围岩稳定性的重要手段，本文将介绍几种常见的岩石力学参数测试方法。
一、岩石抗压强度测试方法岩石抗压强度是衡量岩石抵抗破坏的能力，常用的测试方法有单轴抗压和三轴抗压。
单轴抗压测试是将岩石样品在试件上进行轴向力的作用，测定其破坏压力。
三轴抗压测试则模拟了岩石受到三个主应力的状态，通过变化施加的应力测定破坏压力。
二、岩石剪切强度测试方法岩石的剪切强度是描述岩石抵抗剪切破坏的能力，常用的测试方法有直剪、倾剪和扭剪。
直剪测试是将样品分离成两个部分，在其中施加力产生剪切应力，通过测定破坏荷载和位移来计算岩石的剪切强度。
倾剪测试则将岩样倾斜一定角度，施加力后测定位移和强度。
扭剪测试是将岩石样品在一个平面上旋转产生剪切应力，通过测定破坏荷载和位移计算岩石的剪切强度。
三、岩石抗拉强度测试方法岩石的抗拉强度是评估岩石抵抗拉伸破坏的能力，常用的测试方法有拉伸试验和间接试验。
拉伸试验是将岩石样品拉伸，通过测定应力和位移关系来计算抗拉强度。
间接试验则是通过其他试验结果，如岩石的抗压强度和剪切强度，来估计抗拉强度。
四、岩石弹性模量测试方法岩石弹性模量是描述岩石的弹性性质，常用的测试方法有压缩试验和超声波试验。
压缩试验是施加一定应力后测定变形，并得到应力-应变关系，从而计算弹性模量。
超声波试验则是通过测定超声波在岩石中传播的速度，利用弹性波理论计算弹性模量。
除了以上几种常见的测试方法，还有其他一些辅助的测试手段，如岩石的压缩波速测试、岩石渗流性测试等。
这些测试方法的综合分析可以帮助我们更全面地了解隧道围岩的力学参数，为隧道工程的设计和施工提供科学依据。
总结起来，隧道围岩的岩石力学参数测试方法包括了岩石的抗压强度、剪切强度、抗拉强度和弹性模量等多个指标。
通过使用合适的试验仪器和标准化试验程序，可以准确测定这些参数，并在隧道工程中得到合理应用，确保隧道的安全和稳定性。
岩体工程力学参数钻孔原位测试新方法-概述说明以及解释
岩体工程力学参数钻孔原位测试新方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述岩体工程力学参数的测试是岩石工程领域中的重要工作，传统的测试方法存在一些局限性，如测试过程中可能会破坏岩体结构，导致测试结果不够准确。
针对这些问题，本文介绍了一种新的岩体工程力学参数测试方法，即钻孔原位测试方法。
该方法通过在岩体内部进行原位测试，不仅可以避免对岩体结构的破坏，还可以获得更准确的测试结果。
本文将详细介绍这一新方法的原理及其应用，并探讨其在岩体工程中的潜在优势和可能存在的局限性，最后展望了该方法的未来发展方向。
通过本文的介绍，读者将能够更全面地了解岩体工程力学参数测试的新方法，并认识到其在岩石工程领域中的重要意义和应用前景。
1.2 文章结构文章结构部分应该包括对整篇文章的结构安排和各个部分内容的简要描述。
具体可写为：文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了本文的研究背景和意义，以及新方法的应用前景。
正文部分将介绍传统岩体工程力学参数测试方法和新方法的原理及优势，并探讨新方法在岩体工程中的实际应用情况。
结论部分将总结新方法的优势和可能存在的局限性，以及展望未来可能的研究方向和应用前景。
通过这样的结构安排，读者可以清晰地了解本文的研究内容和逻辑结构。
1.3 目的：本文的目的在于介绍一种新的岩体工程力学参数钻孔原位测试方法，通过对该方法的介绍和分析，探讨其在岩体工程中的应用前景和优势。
同时，也对可能存在的局限性进行了探讨，为该方法的进一步改进和完善提供参考。
最终目的是为了推动岩体工程领域的技术创新和发展，提高岩体工程力学参数测试的准确性和可靠性，为工程实践提供更科学、更可靠的技术支持。
2.正文2.1 传统岩体工程力学参数测试方法岩体工程力学参数的测试一直是岩土工程领域中的重要研究内容，传统的岩体工程力学参数测试方法主要包括室内试验和野外测试两种。
室内试验主要包括岩石样品的采集、制备和力学性能测试。
采集岩石样品后，需要经过标准化的制备工艺，制作成符合标准要求的试样，然后进行拉伸、压缩、剪切等力学性能测试，从而得到岩石的强度、变形模量、泊松比等力学参数。
岩石岩土工程中的岩石力学参数确定方法
岩石岩土工程中的岩石力学参数确定方法岩石岩土工程是研究岩石与土壤力学性质以及它们在工程中的应用的学科。
在岩石岩土工程中，岩石力学参数的确定对工程的设计和施工起着至关重要的作用。
本文将探讨一些常用的岩石力学参数确定方法，以及它们的优缺点和适用范围。
一、岩石的基本力学参数在进行岩石力学参数的确定之前，首先需要了解岩石的一些基本力学参数。
常见的岩石力学参数有抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等。
其中，抗压强度是最常用的参数之一，它代表了岩石在承受外力作用下的抵抗能力；抗拉强度则代表了岩石在拉伸破坏时的抵抗能力；弹性模量则代表了岩石在受力时的变形性能；泊松比则代表了岩石的体积变化性能。
二、实验室试验方法实验室试验是确定岩石力学参数的主要方法之一。
常见的实验室试验方法包括单轴压缩试验、三轴剪切试验和拉拔试验等。
单轴压缩试验是最常用的方法，通过施加垂直于样品轴向的压力来测定岩石的抗压强度和弹性模量；三轴剪切试验则通过施加各个方向的剪切力来测定岩石的抗剪强度和泊松比；拉拔试验则通过拉伸样品来测定岩石的抗拉强度。
虽然实验室试验方法准确可靠，但其局限性也是显而易见的。
首先，实验室试验需要大量的时间和精力，成本较高；其次，实验室试验只能对样品进行静力学性能的测定，无法考虑到工程中的复杂应力状态；最后，岩石在实验条件下的力学性质与实际工程条件下可能有差异，因此需要进行必要的修正。
三、现场观测方法现场观测是另一种确定岩石力学参数的重要方法。
常见的现场观测方法有钻孔取样法、地下水位观测法和地震勘探法等。
钻孔取样法可以获取现场岩石的样品，通过实验室试验进一步确定岩石的力学性质；地下水位观测法可以分析地下水位的变化，从而推断岩石的孔隙水压力和渗透性；地震勘探法则可以测定岩层的速度、衰减等参数，从而推断岩石的弹性模量和泊松比。
现场观测方法具有不可替代的优势。
首先，现场观测可以直接获取到岩石的真实性质，避免了实验室试验可能存在的偏差；其次，现场观测能够考虑到工程中的实际应力状态和变形情况；最后，现场观测方法相对简便，成本也较低。
岩体现场弹性模量钻孔测定法
2.将12个扁园形活塞改为5个园形活塞,它 们全 部位于承压块区段内,从而避免了纵向弯曲影响。 外边的两个活塞加低压回路兼作回程活塞,缩短了 仪器的总长,但加压区长度L与直径D之比仍大于古 德曼千斤顶的L/D值。 3.两个位移传感器安装在中部,接近于最大位移部 位, 即使承压块有纵向弯曲也不会对测量结果产 生影响。
Meyer和Mcvey 1974年用E=68.95GPa,υ=0.332的铝块对古 德曼千斤顶做了标定试验,实测结果Ecalc=23.79GPa,两者 相差三倍。1976年Heuze和Salem通过三维分析计算，证实 这一差异是由承压板的弯曲引起的。同年,Hustrulid重新 计算发现Goodman在1968年的一篇论文中k(υ)的计算是错 误的,正确值应为T*,他同时还计算了T*与真实接触角的关 系,Mcvey试验中的真实接触角β可能是3.5°-8.5°(当应 力为6.9-62.1MPa时)。1981年Shuri详细研究了接触问题。 他提供的图表表明,如果要求在28MPa的压力时达到全接触, 对于E=13.79GPa的岩石,钻孔直径应为75.895－76.708mm, 而当E=68.95GPa时,则钻孔直径应为75.895一76.327mm,可 见对钻孔的要求是相当高的。1982年Swolfs用铝、镁、铜 三种金属块做了标定试验,进一步证实了上述问题的存在。
核岛直径约为40m,设计要求了解3倍直径以内即 深120m内岩体的上述力学参数。开挖勘探洞并进行 现场岩石力学试验是不允许的。1984年,法国 MECASOL土力学咨询公司在确定我国一核核岛地 基杨氏模量时,通过多项室内和现场试验综合确定这 一参数。室内试验包括:无侧限压缩试验,以确定岩 块抗压强度、静弹性模量及泊松比;动三轴试验确定 岩块动弹性模量,声波波速测试,并计算弹性模量和 泊松比。现场试验包括钻孔弹模(Goodman Jack )试 验,声波测井,人工爆破地震法试验。全部测试结果 由图2表示,荷载或振源频率用对数坐标。最终选用 杨氏模量时只根据Goodman Jack及地震法跨孔试验 结果,用内插法确定。
钻孔变形法测试岩体变形参数
钻孔变形法试验报告
实验原理：
孔号
孔深h/ m
钻孔直 加压等 时间t/ 压力读数w/ 相邻读数差 径向应变U/
径d/ 级 min
Mpa
值∆w/
mm
mm
Mpa
应力与应变曲线
钻孔变形法测试岩体 变形参数
主要内容
1 实验原理 2 实验设备及实验前准备工作 3 实验步骤及现象 4 实验数的处理 5 钻孔变形法的发展状况
前言
岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。静力法的基本 原理是：在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加一定的荷载， 并测定其变形；然后绘制出压力-变形曲线，计算岩体的变形参数。 据其方法不同，静力法又可分为承压板法、狭缝法、钻孔变形法及 水压法等。动力法是用人工方法对岩体发射或激发弹性波，并测定 弹性波在岩体的传播速度，然后通过一定的关系式求岩体的变形参 数。根据弹性波的激发方式不同，又分为声波法和地震法。
公式：
U dp(1 )
E0
d-----钻孔直径（cm）； p-----压力（Mpa）； E0--------岩岩石石泊弹松性比（。变形）模量（Mpa）；
实验原理简图
二、实验设备及实验前准备工作
2.1 实验设备
a. 旋转式钻机一台，包括起吊设备、足够长度的钻杆及金 刚石钻头、扫孔器及花杆等。
b.水泵1～2台，离心式或往复式，最高扬程应相当于试验 最高压力水头的1.3 ～1.5倍。
d.每一循环过程中，一般卸压至初始压力。最后一次循环在卸压至 初始压力后，应进行稳定值读数，然后将压力卸至零并保持一段时 间，再移动探头。
岩体力学参数确定的方法
岩体力学参数确定的方法岩体力学参数的确定方法在岩石工程实践中，首先需要了解作为研究对象的工程岩体的力学性质，并确定其特征参数。
岩石力学参数的合理确定一直是岩石力学研究和发展的难点之一。
在应用工程力学领域，如果完整地使用经典理论力学的连续性假设和定义，就会存在理解上的问题。
必须考虑假设的合理使用范围和每个物理量的适用定义。
本文讨论了地下岩体工程中根据不同的重点确定岩体参数的方法。
1、确定岩体参数的传统方法地下巷道、硐室开挖后，围岩产生应力重分异作用,径向应力减少,切向应力增加,并且随着工程不断推进,岩体应力状态不断改变。
巷道、硐室围岩处于“三高一扰动”条件下,岩体表现的力学特性是破坏条件下的稳定失稳再平衡过程。
围岩体处于一种拉压相间出现的复杂应力状态。
该类工程岩体的力学参数的确定要进行岩体的卸荷试验研究,且要依据现场工程实际条件进行卸荷条件下的应力、渗流与温度三场耦合试验研究。
需要进行循环加卸载条件下的岩体力学特性研究,进而获得岩体的力学参数特征。
地下巷道和硐室工程岩体力学参数的确定方法如下：(1)三轴应力状态下的卸荷三场耦合力学试验,获得有关参数;(2)进行岩体流变特性试验研究,获得有关岩体的流变参数。
目前在该领域要进行大量的工作,包括设备仪器的研制等,同时还要利用新的计算机技术才会实现。
二．建立力学模型确定岩体力学参数建立工程岩体力学参数模型主要是解决复杂岩体力学参数的确定问题。
为了确定复杂岩体的力学参数，需要将工程岩体视为一个连续模型。
采用确定岩体力学参数的新方法，建立了层状斜节理岩体的力学模型，并进行了力学试验，确定了岩体的基本力学参数。
1．工程岩体力学参数模型目前，关于岩石的力学性质和划分基本上有两种观点：一种观点认为岩石本身是一种连续的非各向异性材料，另一种观点认为岩石是由多晶系统组成的，存在空洞和裂缝等缺陷，这使得岩石本身的结构表现出各向异性和不连续性。
岩体一般被视为不连续介质，但在一定条件下仍满足连续介质力学的基本假设。
现场岩石(体)力学参数快速测试方法
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
4
CT层析成像技术
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
4.1作用及原理
作用:获取两个钻孔间岩体结 构的精细图像。
基本原理:如图为声波成像模 型
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
首先得到传播路径的传播时间
1
tik V sik r ds
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
谢谢！
探头直径现场岩石体力学参数快速测试方法现场岩石体力学参数快速测试方法32跨孔测试法在岩石工程中测量某一区域岩体波速的测试方法跨孔测试法是在两个不同的钻孔中进行一钻孔中激发弹性波另一钻孔中接收弹性波根据两钻孔距离和弹性波旅行时间计算出震源与接受点之间岩体的平均波速作用
现场岩石（体）力学 参数快速测试方法
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
4.1作用及原理 给以参考模型M（r）上式变为
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
写成矩阵形式
式中= - ：真实模型和参考模 型的时间残值；
：Jacobi矩阵元素；
：真实模型和参考模型的波速 修正值
在给定模型M（r)后，求解上式得 到，被测区域岩体波速分布为
现场岩石（体）力学参数快速测试方法
松动层是确定岩石稳定性及支护 设计的重要依据,特别是在锚喷结 构支护中,要根据松动层来设计锚 固的深度。
通过研究声波在岩体中的传播特 性和分析声学参数(波速、衰减系 数、振幅、频谱等)的变化,从而 了解岩体有关物理力学参数和结 构特征,并能及时提供信息指导现 场施工。
移动探头可以获得孔壁岩体 声波速度随钻孔深度变化的 曲线
钻孔内测试岩体工程力学参数方法资料文档
经验 方法
Hoek-Brown Q RMR Z
适用于发育3组以上 结构面并可以假设为 各向同性的节理岩体
不适合于结构面、软 岩； 取值与技术人员有很 大关系，有较强的随 意性。
前言
鉴于现有室内和现场试验 方法的局限性以及经验准 则的人为性，岩石工程界 一直没有放弃寻找和研究 一种能快速、简易和较可 靠确定岩体，特别是对 软～中等硬度岩体抗剪强 度参数的原位测试手段， 期望可以弥补现有现场大 剪量少和室内试验试样易 受扰动代表性差等问题。 事实上寻找和研究能快速、 简易和较可靠确定岩体抗 剪参数的原位测试手段已 成为岩土工程界内亟需解 决的重要瓶颈问题之一。
2012年09月23日
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钻孔剪切试验（RBST）简介
岩石钻孔剪切试验仪（RBST）主要部件 为由两块剪切板组成的剪切头和液压装置， 由液压千斤顶提供动力，通过剪切板向钻 孔围岩施加正应力和剪应力。保持剪切板 上的正应力不变，增加剪应力直至钻孔岩 壁破坏，此时的剪应力便是该正应力水平 下的剪切强度。
（a） 钻孔剪切弹模仪正视图 （b）钻孔剪切弹模仪纵剖面示意图 图9 钻孔剪切弹模仪总体结构示意图
2012年09月23日
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新型岩体钻孔测试设备的开发研制
岩体钻孔剪切弹模仪的功能与特点
岩体剪切试验。通过改进了剪切仪上的上下盘刀，较美国爱荷华大学研发的 钻孔剪切仪，增加了剪切面积，基本上实现了在钻孔中进行的真正意义上的 剪切试验。
试验组
正应力 剪应力 （MPa） （MPa）
f
第一组试验 钻孔编号：
RBX-7
3.5 9.5 12.5 6.5
3.1
8.5 10.6
0.85
5.4
3.5
滑坡防治工程勘查规范中岩土力学参数测定与分析方法
滑坡防治工程勘查规范中岩土力学参数测定与分析方法滑坡是一种常见的地质灾害，它给人们的生命财产安全造成了严重威胁。
为了减轻滑坡灾害的发生和影响，滑坡防治工程的勘查和规划工作显得尤为重要。
岩土力学参数测定与分析是滑坡防治工程勘查的关键环节之一，准确测定和分析岩土力学参数对于滑坡防治工程的设计和施工具有重要意义。
一、岩土力学参数的测定方法：1. 直接测定法：直接测定法是指通过野外和室内试验来直接获取岩土体力学参数的方法。
常用的直接测定方法包括钻孔取样、室内试验和现场试验等。
钻孔取样可以获取不同深度处的岩土样本，通过实验室试验可以测定土体的压缩特性、剪切特性、孔隙水压力和固结特性等参数。
现场试验包括动力触探试验、静力触探试验和沉降观测等，可用于获取浅层土体的力学参数。
2. 间接测定法：间接测定法是指通过地质地球物理探测手段来判断岩土体力学参数的方法。
常用的间接测定方法包括地震勘探、电阻率法、声波法和地电阻率法等。
这些方法通过测定各种物理场参数的变化，推断岩土体的力学参数。
二、岩土力学参数的分析方法：1. 弹性力学分析法：弹性力学分析法是指基于弹性力学理论对岩土体进行应力和应变分析的方法。
通过建立弹性力学模型，计算岩土体的变形和应力分布。
该方法适用于岩土体具有较小变形的情况。
2. 标准切割面分析法：标准切割面分析法是一种常用的力学参数分析方法，适用于岩土体的强度和变形特性研究。
该方法通过将岩土体切割为多个理论单元，并在每个单元中应用力学原理，推断岩土体的应力分布、应变分布和变形特征。
3. 数值模拟法：数值模拟法是当前常用的岩土力学参数分析方法之一。
通过建立岩土体的数值模型，并利用数值方法求解求解模型的应力、应变分布。
常用的数值模拟方法包括有限元法、边界元法和离散元法等。
这些方法可以模拟岩土体复杂边界和非线性行为，能够提供更准确的力学参数分析结果。
三、岩土力学参数的合理应用：1. 综合应用各种测定方法：在岩土力学参数的测定和分析中，应综合应用各种直接和间接测定方法，以提高数据的准确性和可靠性。
岩土工程力学性质实验参数测定法
岩土工程力学性质实验参数测定法岩土工程力学性质实验参数测定法是岩土工程领域中一项重要的研究方法，用于确定岩土体的力学性质参数。
通过实验测试，可以获取关键的力学性质参数，如弹性模量、抗剪强度、压缩模量等，这些参数对于设计土木工程结构和评估岩土体稳定性起着至关重要的作用。
岩土工程力学性质实验参数测定法的目的是为了严谨准确地了解土体的物理和力学性质，以便工程师能够根据这些参数设计和建造稳定可靠的工程结构。
在岩土工程中，土体的力学性质参数对土体的强度、稳定性和变形特性的评估和分析非常重要。
下面介绍几种常用的岩土工程力学性质实验参数测定法：1. 可塑性指数测定法可塑性指数是土壤的塑性变形特性的度量，反映了土壤的可塑性。
通过操纵土壤样本的水分含量和塑性限值，可以根据标准试验方法计算出土壤的可塑性指数。
这可以帮助工程师评估土壤的可变性，以确保工程的稳定性和可靠性。
2. 压缩指数测定法压缩指数是土壤在重力作用下发生变形时的变形特性的度量，反映了土壤的压缩性。
通过对土壤样本进行不同压力和时间的加载实验，并记录变形量，可以计算出土壤的压缩指数。
这有助于工程师预测土壤的压缩行为，并确定合适的建筑基础设计。
3. 摩擦角测定法摩擦角是土体内部和土体与周围介质之间摩擦阻力的度量，用于评估土体的抗剪强度。
通过应用标准试验装置施加剪切力，并记录土体的变形和剪切应力，可以计算出土体的摩擦角。
这对于工程师来说是非常重要的，因为它可以帮助他们确定土体的稳定性和抗剪力。
4. 弹性模量测定法弹性模量是评估土壤和岩石的刚度和变形特性的重要参数。
根据杨氏模量的定义，可以通过在不同应力水平下对土体样本进行加载实验，并测量相应的应变和应力来计算出弹性模量。
这有助于工程师预测土体的变形行为，并设计出稳定的工程结构。
总结起来，岩土工程力学性质实验参数测定法是一项关键的研究方法，可用于确定土壤和岩石的力学性质参数。
通过对土体样本进行一系列的实验测定和分析，工程师能够评估土体的强度、稳定性和变形特性，从而确保设计和建造稳定可靠的工程结构。
5、岩体变形试验(承压板法试验、钻孔变形试验)
岩石试验岩体变形试验（承压板法试验、钻孔变形试验）岩体在遭受外力作用时发生变形是岩体的重要力学性质，测试、了解岩体变形特性，据此用以计算、校核工程岩体变形稳定，对各种工程建设都具有十分重要的意义。
目前，工程界对岩体变形性质的测试手段很多，不同国家、不同行业所采用的测试方法也不尽相同。
在我国水利、水电建设中，常采用的岩体变形试验方法有：承压板法、狭缝法、单（双）轴压缩法、径向液压枕法和水压法等。
其中，又以承压板法使用最为普遍。
（一）承压板法试验（1）承压板法是通过刚性或柔性承压板施力于半无限空间岩体表面，测量岩体变形，并按均匀、连续、各向同性的半无限弹性体表面受局部荷载的公式计算岩体变形特性指标的方法。
（2）承压板的形状，通常有圆形、环形和矩形等。
刚性承压板以采用圆形者居多；柔性承压板以环形和矩形较多。
承压板的尺寸大小，国内、外也极不统一。
在国内，面积小的仅几百平方厘米，大的达数千平方厘米。
目前，圆形刚性承压板面积 2000cm2 、2500cm2的用得较多。
（3）岩体变形试验加压方式有逐级一次循环法、逐级多次循环法、大循环法及由这些方法演变的局部有些不同的其他加压方式。
在国内加压方式也不太统一，但用得最多的是逐级一次循环法。
（4）试点加工和边界条件控制是保证试验成果真实可靠的重要环节，试点加工和边界条件控制应满足的重点要求：试点表面范围内受扰动的岩体，应清除干净并修凿平整；岩面的起伏差，不宜大于承压板直径的 1%。
试点表面应垂直预定（设计）的受力方向。
承压板外试验影响范围内的岩体表面，应大致平整、无松动岩块和石渣。
承压板的边缘至试验洞侧壁或底板的距离，应大于承压板直径的 1.5 倍；承压板的边缘至洞口或掌子面的距离，应大于承压板直径的 2.0 倍；两试点承压板边缘之间的距离，应大于承压板直径的 3.0 倍。
试点表面以下 3.0 倍承压板直径深度范围内岩体的岩性宜相同。
（5）在试点加工完成后，应对试点进行地质描述。
如何进行岩体工程力学参数的测绘与分析
如何进行岩体工程力学参数的测绘与分析随着工程技术的发展与进步，岩体工程力学参数的测绘与分析在土木工程领域中逐渐引起人们的重视。
岩体工程力学参数的准确测绘与分析对于岩石工程的设计与施工具有重要意义。
本文将探讨如何进行岩体工程力学参数的测绘与分析。
首先，岩体工程力学参数的测绘是岩石工程设计的基础。
测绘岩体工程力学参数的主要方法有岩体力学试验和岩石力学理论分析两种。
岩体力学试验是通过对岩石样本进行实验室测试，获得岩石的力学参数。
岩石力学理论分析则是通过对岩体力学模型的建立和分析，推导出岩石力学参数的数学表达式。
两种方法可以相辅相成，互为补充。
其次，岩体工程力学参数的测绘涉及的内容较为复杂。
首先需要对岩石样本进行采集与准备。
采集的样本应该代表着整体岩体的性质，并且根据实际情况进行合理选择。
岩样采集完成后，需要进行样本的预处理，如去除表面的腐蚀物质和修整样本的边缘，以保证实验数据的准确性。
接下来，对岩石样本进行力学试验。
常用的力学试验有单轴抗压试验、三轴抗压试验等。
在进行试验过程中，需要控制试验条件，如加载速率、湿度等，以保证试验结果的可靠性。
岩石力学理论分析则需要建立适合的力学模型。
力学模型可以是线性模型或非线性模型，根据实际情况选择合适的模型。
在建立力学模型的过程中，需要考虑岩体的物理性质、结构特征等因素，并进行适当的简化和假设。
通过对力学模型进行数学分析，可以得到岩体的力学参数。
岩体工程力学参数的测绘与分析不仅需要理论知识的支持，还需要实践经验的积累。
在进行岩体力学试验时，需要经验丰富的工程师和技术人员进行操作，以减少实验误差。
在进行岩石力学理论分析时，需要结合实际工程情况进行参数的修正和校正，以提高分析结果的准确度。
岩体工程力学参数的测绘与分析的结果可以为工程设计和施工提供参考依据。
通过测绘和分析，可以了解岩体的强度、变形特性等力学参数，为工程设计提供数据支持。
同时，根据岩体力学参数的分析结果，可以对施工过程中的岩体行为进行预测和评估，为施工方案的制定提供指导。
岩土工程中岩石力学参数测试技术研究
岩土工程中岩石力学参数测试技术研究岩土工程是土木工程的一个分支，是研究土层和岩石的物理和力学特性的学科。
岩土工程通常与建筑结构、基础工程、地下水工程及环境保护等领域有着紧密的联系。
而在岩土工程中，岩石力学参数的测试技术是十分关键的一环。
岩石力学参数是指岩石的力学特性，包括抗压强度、抗拉强度、拉伸强度、剪切强度、弹性模量、泊松比、破坏韧性等，这些参数对于岩土结构物的设计、施工和安全评估都有着至关重要的作用。
因此，准确地测试和确定这些参数是岩土工程中必不可少的一项技术工作。
目前岩石力学参数的测试技术主要分为室内试验和现场试验两类。
其中室内试验是指对采自现场或其他地方的岩石样品进行试验，从而获得其理论力学参数的一种方法。
而现场试验则是对现场石体岩石就地进行测试的方法，可直接反映现场石体岩石的力学参数，更符合实际情况。
在室内试验的过程中，通常需要进行多种试验，如单轴压缩试验、三轴压缩试验、切割试验、拉伸试验等。
单轴压缩试验是应用最广泛的一种岩石试验方法，可以测定岩石的抗压强度和弹性模量。
三轴压缩试验是一种更加真实的岩石试验方法，可对岩石的力学特性进行综合评估。
切割试验可以测定岩石的剪切强度，拉伸试验则可测定岩石的抗拉强度。
与室内试验相比，现场试验可以更直观地反映出岩石的力学特性。
在现场进行的岩石力学参数测试技术主要有钻孔取芯试验、钻孔自重下降试验、平板载荷试验、重锤撞击试验等。
钻孔取芯试验是通过钻孔在岩石体内进行取样，对样品进行应力变形试验，获得岩石的弹性模量、泊松比以及抗拉、抗压、抗剪强度等指标。
钻孔自重下降试验是利用测井设备对孔壁自重应力的变化进行测量，从而获得该钻孔位置的地应力值、孔壁稳定性分析等。
平板载荷试验是通过向岩石体上施加载荷，观察岩石体上产生的裂纹、位移变形等现象，从而确定其力学参数。
重锤撞击试验则是通过撞击岩石体并记录冲击波传播速度、波形等信息，来反推其岩石力学参数。
综上所述，在岩土工程中，岩石力学参数测试技术的应用十分广泛。
钻孔内测试岩体工程力学参数方法PPT文档32页
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒
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美国爱荷华州立大学所进行边坡软岩钻孔剪切试验结果
8 ( ' = 9 o, c' =3.97 MPa) (RBST) o BH8, 11.43m, S.W.Sh ( ' =19 , c' =0.55 MPa) (RBST) o BH9, 8.90m, S.W.Sh ( ' =27 , c' =0.086 MPa) (BST-H) BH7, 7.80m, S.W.Sh 6
正应力 剪应力 （MPa） （MPa） 3.5 3.1 9.5 8.5 12.5 10.6 6.5 5.4 3.5 3.0 6.5 5.1 9.5 5.8 12.5 6.1 12.5 7.8 3.5 3.0 6.5 4.7 9.5 5.8 12.5 8.0
试验组 第一组试验 钻孔编号： RBX-7
f
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美国爱荷华州立大学所进行的软弱岩体钻孔剪切试验结果
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试验步骤
放臵剪切头到孔内指定深度； 剪切头和入孔连杆及油管重量的测试； 施加座压； 施加法向力，然后施加剪应力； 回缩剪切板，提升剪切头； 重新开始下一轮试验。
向家坝水电站坝基岩体钻孔剪切试验应用
钻孔内岩体工程力学参数原 位测试
贾志欣 2012年09月23日
主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
2012年09月23日
2
主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
2012年09月23日
3
前言
岩体是赋存于一定的地质环境中的地质体，不但其应力环境复杂，且 包含着随机发育的空间上离散的结构面，其工程力学特性十分难以把 握。岩体抗剪强度参数是岩土工程设计的重要指标，进行岩体工程稳 定性分析时确定合理的岩体抗剪强度参数是最基本和最重要的，也是 最难的一项工作，直接关系到工程的经济与安全。目前，确定岩体抗 剪强度参数的方法很多，但是在很大程度上仍然采用的是在室内外岩 体试验基础上，参考借鉴以往积累的经验来进行岩体抗剪强度参数的 确定。为此，国内外的岩土工程研究者都非常重视岩体的试验。
Shear stress (Mpa)
4
y = 0.15x + 3.9667 R2 = 0.9643 y = 0.3369x + 0.5478 2 R = 0.9817
2
y = 0.5185x + 0.0857 2 R = 0.9914 0 0 5 10 Normal stress (MPa) 15 20
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主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
2012年09月23日
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结论
钻孔剪切仪为国内岩体力学参数的确定提供了一条新的路径，一种新 的技术手段；从国外应用经验以及向家坝应用结果来看，钻孔剪切试 验结果与常规室内外试验具有较好的一致性；与常规试验相比，钻孔 剪切试验具有原位、快速、简便、经济等显著特点，可在中~软岩体 抗剪参数测试中发挥具大作用。 在试验中也发现钻孔剪切仪尚存在一些不尽人意之处，通过进一步改 进可使仪器更为合理、应用范围更为广泛，为岩体工程特性的确定提 供较为可靠的参考依据。 新开发的钻孔剪切弹模测试系统，综合了钻孔弹模测试仪与钻孔剪切 设备的优点，可以获得多种岩体工程力学特性指标。随着工程应用的 不断深入，其性能不断完善，切实为工程中岩体力学特性参数的确定 提供重要的基础资料。另外，设备轻便便于携带、操作简单，将为岩 石工程地质勘察试验提供一种新的技术手段。
2012年09月23日 中国水利水电科学研究院岩土所 6
前言
钻孔剪切仪能够在现场快速进行岩体剪切试验的便携设备，可以弥补 现有现场大剪量少和室内试验试样易受扰动代表性差等问题。进行了 室内试验与工程现场应用，在总结钻孔剪切仪的优缺点基础上，结合 了岩土工程中常用的其他钻孔岩体工程特性测试方法，研制开发了第 一代岩体原位测试设备——岩体钻孔剪切弹模测试系统。
c (MPa) 0.07
R平方值
备注 试验深度距孔口 0.25m～0.40m
0.85
0.994
第二组试验 钻孔编号： RBX-7
第三组试验 钻孔编号： RBX-7
0.50
1.40
0.968
试验深度距孔口 0.65m～0.85m
0.54
1.08
0.984
试验深度距孔口 0.80m～0.95m
泥岩钻孔剪切典型试验数据以及回归拟合曲线 2012年09月23日 22
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4
节理岩体抗剪强度参数确定方法
类别
理论 方法
方法
损伤力学 断裂力学 结构面网络模拟
优点
理论严密缺点岩体高度非性，无 可操作成果。试验 方法
直剪（室内和现场） 直观，目前规范和设 取样扰动，试样不能 三轴（室内和现场） 计中主要依据的方法。 代表岩体参数。 原位测试（声波） Hoek-Brown Q RMR Z 适用于发育3组以上 结构面并可以假设为 各向同性的节理岩体 不适合于结构面、软 岩； 取值与技术人员有很 大关系，有较强的随 意性。
（a） 钻孔剪切弹模仪正视图
（b）钻孔剪切弹模仪纵剖面示意图
图9 钻孔剪切弹模仪总体结构示意图
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新型岩体钻孔测试设备的开发研制
岩体钻孔剪切弹模仪的功能与特点
岩体剪切试验。通过改进了剪切仪上的上下盘刀，较美国爱荷华大学研发的 钻孔剪切仪，增加了剪切面积，基本上实现了在钻孔中进行的真正意义上的 剪切试验。 岩体变形试验。通过橡胶膜向岩体钻孔孔壁施加应力，对岩体的弹性模量与 变形模量进行测试； 复杂应力条件下的岩体原位剪切试验。可进行多级荷载作用后的岩体剪切试 验，或者根据工程实际设计复杂应力条件下的岩体原位剪切试验。利用同一 个设备可同时完成弹模与剪切试验。并且一次入孔可作不同位臵多点测试， 省时省力，可以方便快捷地得到岩体抗剪力学强度参数。 岩体工程质量分级。结合其他钻孔测试设备，如钻孔声波测试设备、钻孔电 视，并结合岩心质量评价的RQD系统，全面综合对岩体工程质量进行评价。
2012年09月23日
25
主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
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新型岩体钻孔测试设备的开发研制
岩体钻孔剪切弹模仪的研制
在引进的钻孔剪切仪工作原 理与实际应用的基础上，开发了 新一代的岩体原位工程特性测试 仪器，利用该设备可以在工程现 场的勘探钻孔中进行重要的岩体 力学特性试验，得到岩体抗剪强 度参数，岩体变形参数等重要工 程设计资料。并且可以结合其他 的岩体钻孔测试设备相配合，对 工程岩体进行合理评价，更好地 为工程设计、施工、验收、运行 中的重大决策基础技术支撑。
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主要内容
前言 钻孔力学试验技术的发展 新型岩体钻孔测试设备的开发研制 结论
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钻孔剪切试验（RBST）简介
美国爱荷华州州立大学 Richard Handy教授自1970 年就提出了利用现场地质钻 孔进行孔内原位直接剪切试 验的想法，后经过多年不断 的研制开发与工程应用反馈， 于近期成功开发了适用于软 ~中等硬度岩体的岩石钻孔 剪切仪（英文名称为Rock Borehole Shear Test），并 已在美国、日本等国家得到 了应用。
日本进行钻孔剪切试验研究 ，右图所示的是日本对同一 种岩体所进行的室内试验与 现场钻孔剪切试验的比对分 析，通过图中可以看出，钻 孔剪切试验得到的岩体内摩 擦角与内聚力分别为43.4度 与0.4MPa，而室内试验得到 的岩体体内摩擦角与内聚力 分别为42.4度与0.67MPa，. 另外从图中可以看出，两者 具有较好的一致性。
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**水电站坝基岩体钻孔剪切试验应用
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向家坝水电站坝基岩体钻孔剪切试验应用
2009年底及2010年5月，进行了60余组钻孔剪切试验，其中黑色条带状泥质粉砂 岩中进行了3组钻孔剪切试验，试验位置约为消力池底板下4m处；黑色泥岩钻孔中共 进行了47组试验。
齿状凸起
梯形螺纹钢杆
封装套管
可扩张活塞
可旋转的剪切头
推压板 滑轨
基座及触 发机构
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钻孔剪切仪的基本原理
该实验可以看作沿着这 一薄层岩片（图2 中虚 线部分）的强制直剪破 坏试验。在岩石钻孔剪 切试验中，如嵌于齿状 凸起间岩片的面积为A， 作用于岩片上的法向力 和连杆的提拉力大小分 别为P 和T，则作用在岩 片上的正应力和剪应力 分别为 σ = P / A；τ = T / 2A
向家坝水电站钻孔剪切试验成果简介
（1）条带状灰黑色泥质粉砂岩的钻孔剪切实验数据回归得到f平均值为0.67，c平 均值为1.43MPa，试验数据线性拟合优度平均值为0.97。其中得到的岩体抗剪强 度参数中f值非常接近，而c离散较大。 （2）黑色泥岩的钻孔剪切试验数据回归分析可知，抗剪强度参数中f的平均值为 0.45，c的平均值为0.80MPa，试验数据线性拟合优度平均值为0.968。其中岩体f 值的离散性较小，而c离散较大。 （3）通过试验成果与地质工作者对相应岩体的抗剪强度参数建议值相比可知，钻 孔剪切试验得到的f值与地质建议值接近，且略小；但c值大于地质建议值，且幅 度较大[7,8]。
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岩体钻孔剪切试验（RBST）主要优点