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武汉岩土所珊瑚礁碎块石强度评价研究获进展
2018-10-26    打印 关闭

  珊瑚礁灰岩属海洋生物成因的特殊软岩,主要矿物成分为文石、方解石,富含原生及溶蚀孔洞,结构性与差异性显著,礁灰岩强度特性认知及其参数选取亦发关键。目前国内外主要以岩石饱和单轴抗压强度Rc评价岩石质量,但珊瑚礁碎块石形状极不规则,难以制备标准试样以直接测试其单轴抗压强度Rc,而点荷载试验是间接获取该参数的常用方法。现有国内外相关规范、标准给出的点荷载强度指数Is50Rc换算关系仅适用于一般硬岩,按既有规范换算礁灰岩Rc将严重失真,偏差可达5~7倍。 

  中国科学院武汉岩土力学研究所海洋工程地质科研团队依托实际工程,对珊瑚礁碎块石及50m深度内礁灰岩钻孔岩芯开展Is50Rc关系试验研究,建立了礁灰岩碎块石点荷载强度指数Is50与饱和单轴抗压强度Rc间的对应关系,用以更准确、合理地评估礁灰岩强度指标。 

  基于现场461块不规则礁灰岩及礁块点荷载试验结果,得到Is50主要集中于0.49-2.64 MPa之间。根据同一钻孔岩芯岩样点荷载与单轴抗压强度标定试验对应关系Rc=k?Is50,比例系数k3.5(图1),Is50换算得到的Rc介于1.15~18.43MPa,平均7.16MPa(图2)。试验结果表明礁灰岩单轴抗压强度Rc与点荷载强度指标Is50之间存在严格对应关系,比例系数显著低于《工程岩体分级标准》(GB/T 50218-2014)给出的建议值22.82,国际岩石力学学会(IRSM)试验方法委员会(1985)建议值为20~25,以及大量文献研究给出的不同岩石线性函数-零截距推荐值范围13~28研究成果为相关工程质量验收提供了重要决策依据和数据支撑。 

    本试验研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDA13010200);国家自然科学基金项目(No.41702350No.41472287)资助。

  1 单轴抗压强度Rc与点荷载强度Is50)对应关系

  2 由点荷载试验成果换算的单轴抗压强度Rc分布图

  3 典型岩样破坏照片(左侧与中间为点荷载试样,右侧为单轴压缩试样)

 
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