岩块与岩体检测

岩块与岩体检测：核心项目解析

在岩石工程领域，准确把握岩块（完整岩石材料）与岩体（包含结构面的地质实体）的工程特性至关重要。两者的检测项目虽有侧重，共同构成了工程设计与施工的关键依据。以下是核心检测内容：

一、岩块检测项目

聚焦岩石材料本身的物理力学特性：

1. 物理性质：

   • 密度与比重： 测定天然密度、干密度、饱和密度和比重，用于计算孔隙率及评价自重。
   • 孔隙率与吸水性： 测定总孔隙率、有效孔隙率、吸水率、饱和吸水率，反映岩石孔隙发育程度与储水、渗透能力。
   • 含水率： 测定天然状态下岩石的含水状态，影响其力学性质。
   • 颗粒密度： 测定去除孔隙后岩石固体颗粒本身的密度。
   • 耐久性： 通过崩解试验、湿化试验、冻融循环试验等评价岩石抵抗风化与环境作用的能力。

2. 力学性质：

   • 单轴抗压强度： 岩石试样在无侧限条件下承受轴向压力至破坏的最大应力，核心强度指标。
   • 抗拉强度： 常用巴西劈裂法测定，岩石抵抗拉伸破坏的能力。
   • 抗剪强度： 通过直剪试验或三轴压缩试验测定岩石本身的粘结力与内摩擦角。
   • 点荷载强度： 便携式试验，用于快速估算岩石的抗压与抗拉强度。
   • 弹性模量与泊松比： 测定岩石在弹性阶段的应力-应变关系参数，反映其变形特性。
   • 硬度： 常用回弹锤或压入硬度计测试，间接反映强度与可钻性。
   • 耐磨性： 评价岩石抵抗磨损的能力。

二、岩体检测项目

在岩体原位或工程尺度下评估其整体特性：

1. 地质结构特征调查：

   • 结构面测绘： 详细记录岩体中各类结构面（节理、断层、层理、片理等）的产状（走向、倾向、倾角）、间距、延续性（迹长）、张开度、粗糙度、充填物性质及厚度、渗水状况等。这是岩体分级与稳定性分析的基础。
   • 结构面分组与优势方位： 统计分析结构面的空间分布规律。
   • 岩体结构类型划分： 根据结构面发育程度与组合特征确定整体结构类型（如整体状、块状、层状、碎裂状、散体状）。

2. 岩体完整性评价：

   • 岩石质量指标： 通过钻孔岩芯采取率计算，直观反映岩石破碎程度与完整性。
   • 节理密度/间距： 统计单位长度或面积内结构面的数量或平均间距。
   • 体积节理数： 单位体积岩体内结构面的数量。
   • 岩体完整性系数： 通过现场波速测试与实验室岩块波速测试的比值确定，定量评价岩体完整性。

3. 岩体强度与变形特性原位测试：

   • 原位直剪试验： 在预定的结构面或岩体软弱部位进行，直接测定岩体或特定结构面的抗剪强度参数。
   • 承压板法试验： 在巷道或平硐底板加压，测定岩体的变形模量。
   • 钻孔弹模试验： 在钻孔内利用膨胀塞或水压枕，测定孔壁岩体的变形模量。
   • 岩体强度评价： 基于地质强度指标的量化评估体系，综合结构面特征和岩块强度估算岩体强度。

4. 岩体水力学特性：

   • 压水试验： 在钻孔内分段加压注水，测定岩体的透水率，评价其渗透性。
   • 抽水试验： 在钻孔中进行，测定含水层渗透系数等参数。
   • 结构面渗流特征观测与分析： 结合结构面调查，分析渗流主控通道。

5. 原位应力测试：

   • 应力解除法： 在钻孔壁上粘贴应变计或安装变形计，通过套钻解除岩芯应力，测量恢复应变计算原岩应力。
   • 水压致裂法： 在钻孔内封隔加压使孔壁岩体产生张性破裂，根据破裂压力等计算主应力大小和方向。

6. 声波/地震波测试：

   • 声波测井： 在单孔中测量岩体的纵波和横波速度。
   • 跨孔波速测试： 在钻孔间发射和接收声波或地震波，测定孔间岩体的波速，评价完整性与动弹性参数及探测异常区（如破碎带、溶洞）。

三、综合分析与应用

岩块检测是基础，提供材料本征参数。岩体检测则是在此基础上，结合复杂的地质结构（尤其是结构面），通过现场原位测试和详细测绘，揭示岩体的宏观力学行为、渗流特性和稳定性。检测结果最终服务于以下核心目标：

• 岩体质量分级与稳定性评价： 为工程选址、设计提供依据。
• 工程参数确定： 为地基承载力、边坡稳定性、隧道围岩压力、支护设计等提供关键输入参数。
• 数值模拟基础： 为岩土工程数值计算提供可靠的物理力学参数。
• 施工方法与工艺选择： 指导开挖方式、爆破设计、支护时机等。
• 地质风险评估： 识别潜在的地质灾害风险（如崩塌、滑坡）。

因此，系统、全面地开展岩块与岩体检测，并充分理解其内在联系与差异，是保障岩石工程安全、经济、高效实施的关键环节。检测项目的选择需紧密结合工程类型、规模、设计阶段及面临的关键岩土工程问题。