某水电站围岩弹性抗力系数试验研究

当所 有 测表 相邻 两 次读数 差 与 同级压 力 下第 一 次变 形读 数和 前 一级 压力 下最 后 一次 变形 读数
作者简介 ：马鹏 （ １ ９ ６ ２年 一 ） ，男，教授级高级工程师 。
・
８１・
岩 土工程 测 试
水 利规 划 与设计
２ ０ １ ４年 第 ２期
差 之 比小 于 ５ ％ 时 ， 可 认 为变 形 稳 定 ， 并 进 行 加 压 或 退 压 。 每 次 加 压 或 退 压 稳 定 时 间 不 宜 少 于
。 ＝ ｘ 而 Ｐ Ｒ
验 洞 ，在 技施 阶 段 已难 以进 行 。为 了满 足设 计 要求 ，查 阅相 关文 献 和 资料 后 ，在 该工 程 高压 管 道上 、下
平 段洞 内进行 了 “ 长 条 荷载 板 法 ”围岩 弹 性抗 力 系数 试验 研 究 。试 验 结果 表 明该 方法 可 靠 实用 ，为 有压 隧洞 确 定合 理 的 ‰提供 了实用 的方法 。
化 ，岩体完 整 。 高 压 管道 下平 段 试验 点 的岩 性 主要 为 三迭 系 上 统监 塘 组 的灰黑 色 中层 ～ 中厚 层细 晶大 理 岩 （ Ｔ ２ ） ，岩层 产 状 为 ：Ｓ Ｎ～Ｎ ２ ５ 。Ｅ ／ Ｎ Ｗ ８ ５ 。～上。监塘组灰 黑色细 晶大理岩属 该 电站厂
引言
某水 电站 在技施 阶段 由于特殊 原因， 将更 改 高压 管道 的衬砌 型式 。为选择 合理 的衬砌 厚度 ， 设 计 迫 切 需 要 知 道 围岩 的弹 性 抗 力 系 数 。规 范 规
定 的 水 压 法 或 径 向液 枕 压 法 测 岩 体 弹 性 抗 力 系 数 一 般 在 可 研 阶 段 进 行 ，试 验 难 度 大 、测 试 周 期
长 、费用 高 。并需开挖试验洞 ，在技施阶段 已难 以进行 。为了满足设计要 求 ，在该工程高 压管道 上 、平段 洞 内进行 了 “ 长条载荷 板法 ”围岩 弹性 抗力系数试验 研究 。
用 高压油管连通 ，钢枕上面用千斤 顶 同时加载 。 该 法是将加荷面积 增大 ，使长 宽比达 到 ５以上 ， 这样 就可当作弹性 理论的平面变形 问题来看待 ， 因而 与拉梅厚壁 圆筒公式条件相近 。 由于现场高压 管道 洞高达 ８ ． ７ ０ ｎ８ ． １ ０ ｍ，反 力系统采用 锚杆加钢梁组成 。 测 量 系统 采用 在每 个钢 枕 之 间 的岩体 上 安 装 位 移 表 ，测 量 不 同部 位 岩 体 的沉 降变 形 ；位 移 表采用大量程 的千分表 ， 用磁 性表 座固定在基准 梁上 ， 基准梁采用具有足够刚度和长度 的工字钢 。 试验方法及设备 安装如 图 １ 所示 。 试验 采用 逐 级 一次循 环 法 加压 ，最 大压 力 ４ ． ５ Ｍ Ｐ ａ（ 管 道 内水 压 力 的 １ ． ５倍 ） ，分 ５级 施 加 。
缓 慢 地 进 行 加 压 ，当 所 有 压 力 表 同 时达 到预 定 压 力 后 应 立 即 读 数 ， 以后 每 隔 １ ５ ｍ ｉ ｎ钟 读 数 一 次 ，
１ 试 验 布 置及 试 验方 法
１ ． １试 验 布 置 高压管道 洞高为 ８ ． ７ ０ ～８ ． １ ０ ｍ， 洞 向 Ｎ２ ５ 。 Ｗ ， 部 分 段 为 Ｎ５ ８ 。Ｗ 。在 高 压 管 道 下 平 段 围岩 中布 置 ９点 ，上 平 段 围 岩 中布 置 ２点 ，共 计 ｌ ｌ
高 压 管 道 半 径 ，ｉ ｎ ； ｂ为 柔 性 枕 宽 ，ｍ ：Ｐ为 试 验
压 力，Ｍ Ｐ ａ ；△ 为岩体表面 变形 ，ｍ 。
ｌ ｈ 。 围岩单位 弹性抗 力系数 ‰按拉梅 厚壁 圆筒公 式计 算 ，即：
２ 试 验 成果 及分 析
２ ． １ 岩 体 沉 降 变 化 规律 该工 程 不 同 压 力 下 典 型 的沉 降 变 形 曲线 主 要
岩 土工 程测 试
水利 规划 与 设计
２ ０ １ ４年第 ２期
某水 电站 围岩 弹性抗 力系数试验研 究
马 鹏 卢 泳 陈文华 沈亚兴
（ 浙 江华东工程安全技术 有 限公 司 浙江杭州 ３ １ ０ ０ １ ４ ）
【 摘 要 】 岩体 弹 性 抗 力系 数试 验 一 般 在 可研 阶 段进 行 ，难 度 大 、测试 周期 长 、 费用 高 。并 需 开挖 试
点。 具体试验位 置 由现场地质 人员和试验人 员共 同确 定 。 高压 管道 上 平段 试 验 点 的岩 性主 要 为三 迭 系上统监塘组 的灰 白色厚层粗晶大理岩 （ Ｔ ２ ｙ ５ － ２ ） ，
岩 层 产 状 为 ：Ｎ５ ￣２ ０ 。Ｅ ，ＮＷ ７ ５ ￣８ ３ 。 ，微 风
房部位 围岩完整性较好岩层 ，岩 性单一 ， 大 部呈
微风 化，沿节理和破碎 带见有弱风化 。
１ ． ２ 试 验 方 法
沿 高 压 管 道 轴 线 底 板 岩 体 上 ， 人 工 开 挖 宽 ０ ． ８ ｍ 的水 平 条 带 ，并 用 砂 轮 磨平 。采 用 ５或 ６ 个 尺 寸 性 能 相 近 的 液 压 枕 沿 支 洞 轴 线 底 板 长 条 排 列 ，液 压 钢 枕 尺 寸 为 ４ ０ ｃ ｍ×４ ０ ｃ ｍ。用 水 泥 浆 将 液 压 枕 贴 于 岩 石 面 上 ，钢 枕 之 间 间距 ７ ｃ ｍ，并
【 关键词】 单位弹性抗力系数 ‰ 长条载荷板法 变形模量 பைடு நூலகம்
［ Ｄ Ｏ Ｉ编 码 】 １ ０ 。 ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ２ ４ ６ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ２ ３
【 中 图分类 号 】
Ｔ Ｖ ２ ２ １ ． ２ 【 文献 标 识码 】 Ｂ 【 文章 编 号 】 １ ６ ７ ２ — ２ ４ ６ ９（ ２ ０ １ ４ ）０ ２ — ０ ０ ８ 卜０ ３