導(dǎo)語(yǔ)：巖石強(qiáng)度的回彈測(cè)試現(xiàn)狀分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著工程建設(shè)的快速發(fā)展，很多估測(cè)巖石強(qiáng)度的測(cè)試方法開(kāi)始被運(yùn)用，其中巖石回彈試驗(yàn)具有易操作、時(shí)間短、可攜帶、費(fèi)用低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的投入到科學(xué)研究之中。巖石回彈試驗(yàn)用于估測(cè)巖石強(qiáng)度，對(duì)于特殊環(huán)境復(fù)雜地形巖土工程質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)具有重要的意義，是巖石力學(xué)試驗(yàn)重點(diǎn)探究的方向。分析了當(dāng)前巖石強(qiáng)度的回彈測(cè)試研究面臨的一些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：巖土工程；巖石回彈法試驗(yàn)；現(xiàn)狀分析

回彈儀發(fā)明于瑞士的施密特，具有便攜、簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，起初用來(lái)快速檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，關(guān)于巖石回彈試驗(yàn)的開(kāi)展，自20世紀(jì)60年代初開(kāi)始漸漸普及。巖石回彈的快速發(fā)展，對(duì)于巖土工程的建設(shè)開(kāi)發(fā)以及巖石力學(xué)的科學(xué)研究都具有重大的意義。通過(guò)對(duì)巖石回彈試驗(yàn)估測(cè)巖石強(qiáng)度的現(xiàn)狀分析，巖石回彈試驗(yàn)也存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題的解決對(duì)巖土工程建設(shè)的質(zhì)量問(wèn)題的檢測(cè)有著重要的影響。

1巖石強(qiáng)度的回彈測(cè)試研究現(xiàn)狀

巖石的種類(lèi)繁多，不同巖石的致密性和硬度等方面都存在著差異性。利用回彈儀測(cè)量巖石回強(qiáng)度，需要從不同型號(hào)的回彈儀中選出合適的測(cè)量?jī)x器，不同回彈儀標(biāo)稱(chēng)動(dòng)能不同，有的適合體積較大的試驗(yàn)試樣，有的適合體積小的試驗(yàn)試樣，另外能量大的回彈儀對(duì)硬度小的巖石試樣可能存在損害現(xiàn)象，影響檢測(cè)強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。導(dǎo)致巖石強(qiáng)度的檢測(cè)的影響因素主要包括環(huán)境因素和人為因素，比如巖石試樣的含水率、風(fēng)化程度及致密性等，含水率或風(fēng)化程度越高，回彈測(cè)得巖石強(qiáng)度就越低，致密性越高，檢測(cè)的強(qiáng)度越大。其次是巖石回彈試驗(yàn)時(shí)人為操作不規(guī)范導(dǎo)致，比如巖石回彈試驗(yàn)時(shí)，彈擊桿要與試樣表面垂直，巖石測(cè)量時(shí)應(yīng)放在剛性底座上，不然會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。巖石回彈測(cè)試方法的差異性也是一個(gè)重要的問(wèn)題，例如，混凝土測(cè)量要求是16個(gè)點(diǎn)，而巖石的回彈次數(shù)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)可知，有測(cè)量10個(gè)、15個(gè)點(diǎn)的居多，并且不同機(jī)構(gòu)巖石回彈值的計(jì)算方法也存在差異，不同的測(cè)試方案以及計(jì)算方法對(duì)于試驗(yàn)的結(jié)果存在著一些影響。巖石回彈與巖石力學(xué)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系換算也存在著不足之處，巖石試樣的種類(lèi)差別較大，不同的換算關(guān)系可能存在著一些差異，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方案，對(duì)于巖石強(qiáng)度的測(cè)量結(jié)果可能不是很準(zhǔn)確。

2巖石強(qiáng)度的回彈測(cè)試研究應(yīng)用分析

2.1不同型號(hào)回彈儀的差異性?；貜梼x根據(jù)標(biāo)稱(chēng)能量分為輕型回彈儀、中型回彈儀、中重型回彈儀和重型回彈儀，目前實(shí)驗(yàn)室常用的是輕型回彈儀和中型回彈儀，兩種回彈儀能量有一定的差別，選擇合適的回彈儀對(duì)于巖石的質(zhì)量評(píng)價(jià)具有一定的保障，巖石的種類(lèi)很好，有的巖石硬度較大，有的硬度極小，能量大的回彈儀適合體積大、硬度高的巖石，能量小的回彈儀適合體積小、硬度低的巖石試樣，根據(jù)研究巖石試樣的不同，合理的選擇適宜的回彈儀，對(duì)于巖石強(qiáng)度的估測(cè)的準(zhǔn)確度具有一定的可靠性。另外，回彈儀也要滿(mǎn)足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在洛氏硬度為一定值的鋼砧上的率定值應(yīng)滿(mǎn)足要求，否則回彈儀不具備實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行檢修。2.2控制好試驗(yàn)過(guò)程中的不利因素。巖石回彈試驗(yàn)存在的影響因素主要包括環(huán)境因素和人為因素，環(huán)境因素包括含水率、風(fēng)化程度等因素，根據(jù)試驗(yàn)開(kāi)展的要求進(jìn)行分析，有些試驗(yàn)需要在巖石干燥的狀態(tài)下進(jìn)行，有些是在巖石含水飽和的狀態(tài)下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該控制好巖石的含水率，否則影響試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于巖石風(fēng)化程度的影響，根據(jù)自身試驗(yàn)的要求，盡可能的排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不利因素的影響，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的可靠性具有重要的意義。人為因素主要包括試樣的人為損壞，進(jìn)行巖石回彈試驗(yàn)時(shí)，操作不規(guī)范導(dǎo)致，對(duì)巖石試樣的取放應(yīng)當(dāng)合理，盡量輕拿輕放，放置巖石破損或者出現(xiàn)內(nèi)部裂紋等情況，肉眼可能難檢測(cè)這種問(wèn)題，將會(huì)影響試驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果，在進(jìn)行巖石回彈試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)待測(cè)巖石的表面特性，主要有平面和曲面兩種類(lèi)別，回彈儀的彈擊桿應(yīng)當(dāng)與待測(cè)試樣表面垂直，否則會(huì)導(dǎo)致回彈的結(jié)果不準(zhǔn)確，存在一定的偏差。這部分因素主要包括準(zhǔn)備工作和試驗(yàn)開(kāi)展階段，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，確保試驗(yàn)的開(kāi)展的順利性和準(zhǔn)確性。2.3巖石回彈試驗(yàn)的測(cè)試方法。巖石回彈試驗(yàn)的測(cè)試方法根據(jù)巖石的形狀、尺寸、以及硬度等級(jí)不同而存在著差異，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室試樣體積較小，若待測(cè)巖石的硬度等級(jí)較低，則不適合采用同一測(cè)點(diǎn)連續(xù)撞擊的方法，對(duì)巖石的損害較大，可能會(huì)使得巖石產(chǎn)生微細(xì)裂紋或者崩壞，影響試驗(yàn)的順利進(jìn)行。巖石試樣上測(cè)點(diǎn)的劃分也存在著差異，根據(jù)巖石試樣的形狀尺寸，圓柱體試樣有的在上下地面進(jìn)行回彈試驗(yàn)、有的在側(cè)面進(jìn)行回彈試驗(yàn)，測(cè)區(qū)分布的情況不同，測(cè)點(diǎn)根據(jù)測(cè)區(qū)的不同而存在差異，對(duì)于長(zhǎng)方體的待測(cè)巖石試樣，試驗(yàn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，測(cè)點(diǎn)測(cè)區(qū)均分布在各個(gè)面上，例如混凝土的測(cè)區(qū)分布情況。對(duì)于測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，國(guó)際上主要有回彈10次、回彈15次和回彈20次，混凝土規(guī)范則是回彈16次，根據(jù)待測(cè)試樣的種類(lèi)存在差異性，回彈次數(shù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步考慮。對(duì)于巖石回彈值的計(jì)算方法，混凝土采用的計(jì)算方法是回彈16次，去掉3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，剩余的回彈值求平均數(shù)為巖石回彈值，而國(guó)際巖石力學(xué)研究學(xué)對(duì)于巖石的研究采用的方法是某個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)記錄20個(gè)回彈值，每?jī)蓚€(gè)回彈點(diǎn)間距不小于彈擊桿直徑，然后取10個(gè)較大值平均值為回彈值，美國(guó)材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)采用的方法是某個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)記錄10個(gè)回彈值，每?jī)蓚€(gè)回彈點(diǎn)間距不小于彈擊桿直徑，然后取10個(gè)值的平均值，對(duì)于10個(gè)數(shù)據(jù)中若有數(shù)據(jù)比平均值大7個(gè)點(diǎn)便舍去，然后對(duì)剩下的值求平均值為回彈值，美國(guó)墾務(wù)局采用的計(jì)算方法是在每個(gè)表面不同位置記錄10個(gè)回彈值，去掉五個(gè)最低值然后取平均值為回彈值，還有其他學(xué)者或者權(quán)威機(jī)構(gòu)采用的計(jì)算方法，這些計(jì)算方法存在著差異性，試驗(yàn)的開(kāi)展需要驗(yàn)證這些方法的可行性。對(duì)于巖石回彈試驗(yàn)的測(cè)試方法，主要包括彈擊桿撞擊次數(shù)、測(cè)區(qū)劃分、以及計(jì)算方法等，試驗(yàn)的開(kāi)展應(yīng)當(dāng)將這些方面進(jìn)行綜合考慮，確保試驗(yàn)的可靠性。2.4巖石回彈試驗(yàn)相關(guān)擬合曲線(xiàn)。巖石回彈主要測(cè)量巖石的強(qiáng)度，對(duì)于一些常見(jiàn)的巖石力學(xué)基本參數(shù)，包括單軸抗壓強(qiáng)度值、點(diǎn)荷載等之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確立，對(duì)于巖石力學(xué)的研究具有重要的意義。自回彈儀用于檢測(cè)巖石強(qiáng)度以來(lái)，眾多學(xué)者均具有一定的研究成果，國(guó)外學(xué)者首先提出了巖石回彈和巖石的抗壓強(qiáng)度相關(guān)具有相關(guān)性，之后部分學(xué)者對(duì)巖石回彈值與楊氏模量的相關(guān)性進(jìn)行研究，證明了兩者具有很高的相關(guān)系數(shù)，部分學(xué)者利用施密特?cái)?shù)計(jì)算無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式，并驗(yàn)證了它的可行性，對(duì)于巖石回彈值與其他巖石指標(biāo)性質(zhì)之間的相關(guān)性的分析研究的到了很好的開(kāi)展，后來(lái)也有學(xué)者對(duì)回彈數(shù)與沖擊強(qiáng)度指數(shù)、耐久性指數(shù)和p波速的關(guān)系研究進(jìn)行了分析，并驗(yàn)證了其可靠性，對(duì)巖石回彈值和點(diǎn)荷載之間的關(guān)系研究，并擬合經(jīng)驗(yàn)公式曲線(xiàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)的可靠性。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和灰色系統(tǒng)理論關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)巖石回彈試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)分布特征進(jìn)行了分析，并結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)巖石鉆速進(jìn)行可分析，證實(shí)了回彈值與巖石鉆速有著良好的關(guān)系。后來(lái)部分學(xué)者研究了并得出了用回彈值與巖石完整性系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)巖石質(zhì)量的關(guān)系公式，并驗(yàn)證了其可靠性。部分學(xué)者采用采用聲波-回彈綜合法對(duì)巖石缺陷進(jìn)行檢測(cè)，證實(shí)了該方法具有可行性，且測(cè)試方便、快速，對(duì)試樣無(wú)損傷，得到較為可靠的測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)。對(duì)于巖石回彈值與單軸抗壓強(qiáng)度值的經(jīng)驗(yàn)公式主要有線(xiàn)性關(guān)系、指數(shù)關(guān)系兩種類(lèi)別，試驗(yàn)過(guò)程中巖石種類(lèi)的差異性是導(dǎo)致結(jié)果不同的主要因素之一。

3結(jié)論

利用巖石回彈試驗(yàn)測(cè)試方法來(lái)估算巖石的強(qiáng)度值對(duì)于巖土工程的科學(xué)研究具有重要意義。巖石回彈試驗(yàn)的開(kāi)展包含眾多環(huán)節(jié)，包括巖石試樣種類(lèi)的選取與加工、巖石回彈測(cè)試方法的制定、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法等，每一環(huán)節(jié)得到的試驗(yàn)結(jié)論都應(yīng)當(dāng)多角度的進(jìn)行分析和驗(yàn)證。巖石試驗(yàn)過(guò)程中不利因素的影響較多，試驗(yàn)的開(kāi)展盡量避免這些因素的影響，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性具有一定的實(shí)際意義。試驗(yàn)根據(jù)自身研究試樣的特性，選擇合適的回彈儀是試驗(yàn)進(jìn)行順利的基礎(chǔ)，另外要根據(jù)試樣的尺寸特點(diǎn)，制定合適的測(cè)試方法，確保測(cè)得結(jié)果離散型低，回彈值可靠的優(yōu)點(diǎn)。巖石回彈試驗(yàn)的開(kāi)展，我們?nèi)孕枰贫ǜ由钊搿⒏油晟频姆桨溉ラ_(kāi)展研究。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，用于巖石強(qiáng)度估測(cè)的新工具、新技術(shù)和新方法將會(huì)被采用，巖石強(qiáng)度的估測(cè)也將更加準(zhǔn)確可靠，科學(xué)的創(chuàng)新與進(jìn)步將會(huì)推動(dòng)巖土工程建設(shè)的飛速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]回彈儀檢定規(guī)程：JJG817-2011[S].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2011.

[2]崔立軍，王剛.利用回彈儀測(cè)定巖石強(qiáng)度[J].中南工學(xué)院科技通訊，1995，11（1）：10-13.

[3]傅永勝.巖石回彈指標(biāo)測(cè)試的應(yīng)用研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1992.

[4]李剛.回彈法專(zhuān)業(yè)測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)的制定及影響分析[J].人民長(zhǎng)江學(xué)報(bào)，2007，38（2）：48-50.

作者:王凱笛 單位:合肥工業(yè)大學(xué)