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user: 3. 岩石力学性质研究 3.1. 岩样制备 根据《水利水电工程岩石试验规程》中的规定 [ 11 ]，对贵安腾讯数据中心隧道群围岩进行钻孔取芯，对得岩芯进行进一步加工，保证试样两端面不平度误差不大于0.05 mm。试样编号及详细信息如表1所示。 Table 1 Sample number and detail 试样编号 取样位置 岩性 岩石尺寸(mm) 密度(g/cm 3 ) 试验类别 高 直径 1# A1隧道 白云岩 140.60 70.22 2.71 单轴压缩 2# 油库隧道 白云岩 142.46 70.20 2.72 3# B1隧道 白云岩 140.88 70.22 2.70 4# B2隧道 白云岩 138.82 68.92 2.72 5# B3隧道 白云岩 140.96 69.72 2.71 6# B3隧道 白云岩 140.34 70.00 2.71 单轴压缩 7# B3隧道 泥质白云岩 138.24 69.44 2.66 8# B4隧道 泥质白云岩 70.22 70.52 2.60 9# B5隧道 泥质白云岩 68.44 69.64 2.56 10# B5隧道 泥质白云岩 72.12 69.98 2.63 11# B6隧道 泥质白云岩 68.34 69.48 2.58 12# B6隧道 泥质白云岩 68.14 68.66 2.61 13# B1隧道 白云岩 139.66 71.12 2.72 直剪试验 14# B1隧道 白云岩 141.02 70.84 2.70 15# B2隧道 白云岩 137.84 70.34 2.71 16# B2隧道 白云岩 138.36 69.52 2.71 17# B3隧道 白云岩 140.72 71.40 2.72 18# B3隧道 白云岩 138.82 70.60 2.72 表1. 试样编号及详细信息 3.2. 岩样力学试验结果及分析 分别对表1中的试样进行相对应的试验，其中单轴压缩试验设备为100吨万能材料试验机，加载方式为位移加载，加载速率为0.1 mm/min。直剪试验设备为直剪仪，加载方式为位移加载，加载速率为0.8 mm/min。表2和表3对试样破坏时的信息进行了统计，并计算了表征岩石变形力学特征参数的弹性模量、泊松比、粘结力和内摩擦角等。其中弹性模量的计算方法为岩石应力–应变曲线中线弹性阶段直线的斜率，图2是弹性模量计算示意图，图3和图4是计算得到的试验结果。 图2. 弹性模量计算示意图 Table 2 Uniaxial compression test result 试样编号 破坏荷载/KN 单轴抗压强度/MPa 弹性模量/GPa 泊松比 1# 171.5 42.6 39.4 0.25 2# 207.7 51.3 45.8 0.22 3# 151.2 38.4 36.9 0.27 4# 176.7 47.4 44.2 0.23 5# 158.0 41.4 38.2 0.26 6# 172.1 44.2 40.5 0.24 7# 117.8 31.1 28.4 0.26 8# 67.8 17.4 22.6 0.27 9# 55.3 14.5 15.9 0.30 10# 86.7 22.6 20.3 0.28 11# 57.5 15.2 18.1 0.29 12# 68.0 18.4 16.6 0.30 表2. 单轴压缩试验结果 图3. 单轴压缩试验计算结果 Table 3 Direct shear test result 试样 编号 法向荷载 /KN 剪切荷载 /KN 法向应力 /MPa 剪应力 /MPa 内摩擦角 φ/˚ 粘结力 C/MPa 13# 10.0 20.4 2.519 5.14 55.8 1.46 14# 20.0 35.9 5.080 9.12 15# 30.0 49.8 7.729 12.83 16# 40.0 64.2 10.544 16.92 17# 50.0 78.1 12.488 19.51 18# 60.0 95.2 15.327 24.32 表3. 直剪试验结果 图4. 直剪试验计算结果 由岩样力学验结果可知，贵安腾讯数据中心隧道群中围岩的力学性质差异较大，单轴抗压强度范围为14.5~51.3 MPa，弹性模量范围为15.9~45.8 GPa，对隧道的开挖要求较高，需要及时根据隧道开挖出的工程情况进行炸药单耗设计，否则极易容易造成超挖或欠挖情况发生。 3.3. 岩石完整性测试 波速测试是岩土工程勘察工作的重要组成部分，对岩体进行波速测试可计算岩体的完整性系数，其计算方法如下所示： K v = ( V m l V c l ) 2 (1) 式中，V ml 为岩体中弹性波纵波传播速度，V cl 为岩样中弹性波纵波传播速度，K v 为岩体的完整性系数。表4为岩体完整性评价表。 Table 4 Evaluation table of rock mass integrity coefficien 岩体完整性系数K v >0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 <0.15 完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎 表4. 岩体完整性系数评价表 本次测试中共对贵安腾讯数据中心隧道群的26个钻孔进行了声波测试，测试结果如表5所示。 Table 5 Analysis results of rock mass acoustic wave tes 孔号 项目 参数 测试位置 平均波速V p (m/s) 完整系数K v ZK1 岩体 2763 0.42 A1隧道进口 岩样 4272 ZK4 岩体 2607 0.37 A1隧道竖井 岩样 4272 ZK7 岩体 2570 0.36 B1隧道进口 岩样 4272 ZK3 岩体 2668 0.39 B1隧道1#竖井 岩样 4272 ZK5 岩体 2764 0.42 B1隧道2#竖井 岩样 4272 ZK12 岩体 2741 0.41 B1隧道出口 岩样 4272 ZK13 岩体 2649 0.38 B2隧道进口 岩样 4272 ZK15 岩体 2624 0.38 B2隧道1#竖井 岩样 4272 ZK16 岩体 2640 0.38 B2隧道2#竖井 岩样 4272 ZK18 岩体 2791 0.43 B2隧道出口 岩样 4272 ZK19 岩体 2989 0.49 B3隧道进口 岩样 4272 ZK23 岩体 3004 0.49 B3隧道1#竖井 岩样 4272 ZK22 岩体 2745 0.41 B3隧道2#竖井 岩样 4272 ZK25 岩体 3044 0.51 B3隧道出口 岩样 4272 ZK26 岩体 2758 0.42 B4隧道进口 岩样 4272 ZK29 岩体 2838 0.44 B4隧道1#竖井 岩样 4272 ZK30 岩体 3042 0.51 B4隧道2#竖井 岩样 4272 ZK32 岩体 2660 0.39 B4隧道出口 岩样 4272 ZK33 岩体 2576 0.36 B5隧道进口 岩样 4272 ZK38 岩体 2960 0.48 B5隧道1#竖井 岩样 4272 ZK39 岩体 2891 0.46 B5隧道2#竖井 岩样 4272 ZK41 岩体 2544 0.35 B5隧道出口 岩样 4272 ZK6 岩体 2653 0.39 B6隧道起点 岩样 4272 ZK8 岩体 2752 0.41 B6隧道终点 岩样 4272 ZK34 岩体 2752 0.41 油库隧道起点 岩样 4272 ZK35 岩体 2967 0.48 油库隧道终点 岩样 4272 表5. 岩体声波测试分析结果表 由表5可知，贵安腾讯数据中心隧道群围岩的完整性较差，大多数处于较破碎状态~破碎状态，没有完整或较完整状态岩体，这为后续岩体质量评价提供了必要的准备工作。