·180· 工程科学学报，第39卷，第2期 表2S。的计算结果表 Table 2 Calculation results of Sp 样品 有效试样 节理岩块破坏 完整岩块破坏 龟裂系数 龟裂系数 误差率/ 测点编号 总量 数量 So 平均值/MPa 平均值/MPa 计算值 实测值 % 测点1 25 21 2.6 4.78 0.450 0.550 0.517 3.3 测点2 25 20 1.8 4.63 0.609 0.391 0.408 -1.7 测点3 25 尔 2.0 5.03 0.600 0.400 0.382 1.8 测点4 25 21 0.9 3.39 0.720 0.280 0.280 0 测点5 25 19 22 7.15 0.688 0.312 0.329 -1.7 测点6 3 20 2.8 4.87 0.417 0.583 0.576 7.0 测点7 子 20 2.6 7.14 0.631 0.368 0.342 2.7 测点8 25 19 2.0 4.94 0.587 0.413 0.410 3.0 测点9 25 22 1.9 3.49 0.451 0.549 0.545 4.0 测点10 25 20 3.2 4.81 0.341 0.659 0.680 2.1 测点11 23 19 2.5 3.59 0.287 0.713 0.642 7.1 测点12 25 今 2.2 5.07 0.566 0.434 0.432 2.0 测点13 25 20 1.9 4.21 0.535 0.465 0.471 -6.0 测点14 25 19 1.8 3.76 0.511 0.489 0.531 -4.2 测点15 25 17 2.5 4.72 0.477 0.523 0.521 2.0 度损伤度与岩体完整性系数之间的关系.图7表明， 0.40 通过实测的点荷载强度所计算获得的岩体强度损伤度 岩体声波速度鑫 0.36 与岩体完整性系数的关系表现为较好的线性关系，线 0.32 性相关系数R为0.92.实测值与理论计算值的对比 0.28 5 分析如表2所示，误差值基本上都在7%以内，这说明 测孔1 通过现场点荷载强度计算所得的岩体强度损伤度与理 020 0.16 论值相符合. 5 0.12 根据岩体声波速度的现场测试结果，开挖扰动区 岩体损伤度 0.08 岩体的声波速度在开挖区内变化趋势如图8所示.假 0.04 1.001.251.501.752.002.252.502.753.00 0 设原岩体完全没有受到损伤，即完整系数为1，根据岩 体声波测试结果计算岩体的完整性系数如图8所示. 测孔深度/m 图8中在距离巷道壁3m处岩体损伤度为0，为了与岩 图8松动圈内岩体声波速度与岩体损伤度的变化趋势 体损伤度进行对比分析，将接近原岩体区域岩体的损 Fig.8 Variation tendency between damage index and acoustic veloc- ity of rock in the loose circle 伤度假设为0.在距离巷道壁1m处岩体完整性大约 为0.35左右，根据巷道松动圈理论，距离巷道壁越近， 理论值基本上一致，误差都保持在7%以内.通过对实 岩体破碎程度就越大，岩体完整性系数就越低.现场 测值进行最小二乘线性回归分析，获得的线性关系与 测试结果表明，巷道壁岩体的声波速度和岩体强度损 理论推导的线性关系也保持高度的一致性.实测值线 伤度基本上与图8中的变化趋势吻合 性回归的线性相关系数超过0.9，表现出较好的线性 3结论 相关性. (2)点荷载强度计算的岩体损伤度能很好的表征 (1)提出一个新的岩体损伤度的计算方法，即通 岩体的损伤程度，这为岩石力学参数转化为岩体力学 过现场点荷载强度的测试结果计算受损岩体的损伤 参数提供一个科学可靠的参考，同时也为损伤度的计 度，即强度损伤度.通过理论推导岩体强度损伤度与 算提供另一种参考方法. 岩体完整性系数的关系。然后测试岩体和岩石的声波 (3)岩石点荷载强度的测试方便、快捷、费用低 速度，计算岩体的完整性系数，将实测值与理论值进行 廉，通过点荷载强度计算岩体损伤度的方法具有广阔 对比.结果表明，通过这种方法获得的强度损伤度与 的应用前景和实用价值.但是这种方法也有一定的缺工程科学学报,第 39 卷,第 2 期 表 2 SD的计算结果表 Table 2 Calculation results of SD 测点编号 样品 总量 有效试样 数量 节理岩块破坏 平均值/ MPa 完整岩块破坏 平均值/ MPa SD 龟裂系数 计算值 龟裂系数 实测值 误差率/ % 测点 1 25 21 2郾 6 4郾 78 0郾 450 0郾 550 0郾 517 3郾 3 测点 2 25 20 1郾 8 4郾 63 0郾 609 0郾 391 0郾 408 - 1郾 7 测点 3 25 18 2郾 0 5郾 03 0郾 600 0郾 400 0郾 382 1郾 8 测点 4 25 21 0郾 9 3郾 39 0郾 720 0郾 280 0郾 280 0 测点 5 25 19 2郾 2 7郾 15 0郾 688 0郾 312 0郾 329 - 1郾 7 测点 6 25 20 2郾 8 4郾 87 0郾 417 0郾 583 0郾 576 7郾 0 测点 7 25 20 2郾 6 7郾 14 0郾 631 0郾 368 0郾 342 2郾 7 测点 8 25 19 2郾 0 4郾 94 0郾 587 0郾 413 0郾 410 3郾 0 测点 9 25 22 1郾 9 3郾 49 0郾 451 0郾 549 0郾 545 4郾 0 测点 10 25 20 3郾 2 4郾 81 0郾 341 0郾 659 0郾 680 2郾 1 测点 11 25 19 2郾 5 3郾 59 0郾 287 0郾 713 0郾 642 7郾 1 测点 12 25 21 2郾 2 5郾 07 0郾 566 0郾 434 0郾 432 2郾 0 测点 13 25 20 1郾 9 4郾 21 0郾 535 0郾 465 0郾 471 - 6郾 0 测点 14 25 19 1郾 8 3郾 76 0郾 511 0郾 489 0郾 531 - 4郾 2 测点 15 25 17 2郾 5 4郾 72 0郾 477 0郾 523 0郾 521 2郾 0 度损伤度与岩体完整性系数之间的关系. 图 7 表明, 通过实测的点荷载强度所计算获得的岩体强度损伤度 与岩体完整性系数的关系表现为较好的线性关系,线 性相关系数 R 2为 0郾 92. 实测值与理论计算值的对比 分析如表 2 所示,误差值基本上都在 7% 以内,这说明 通过现场点荷载强度计算所得的岩体强度损伤度与理 论值相符合. 根据岩体声波速度的现场测试结果,开挖扰动区 岩体的声波速度在开挖区内变化趋势如图 8 所示. 假 设原岩体完全没有受到损伤,即完整系数为 1,根据岩 体声波测试结果计算岩体的完整性系数如图 8 所示. 图 8 中在距离巷道壁 3 m 处岩体损伤度为 0,为了与岩 体损伤度进行对比分析,将接近原岩体区域岩体的损 伤度假设为 0. 在距离巷道壁 1 m 处岩体完整性大约 为 0郾 35 左右,根据巷道松动圈理论,距离巷道壁越近, 岩体破碎程度就越大,岩体完整性系数就越低. 现场 测试结果表明,巷道壁岩体的声波速度和岩体强度损 伤度基本上与图 8 中的变化趋势吻合. 3 结论 (1) 提出一个新的岩体损伤度的计算方法,即通 过现场点荷载强度的测试结果计算受损岩体的损伤 度,即强度损伤度. 通过理论推导岩体强度损伤度与 岩体完整性系数的关系. 然后测试岩体和岩石的声波 速度,计算岩体的完整性系数,将实测值与理论值进行 对比. 结果表明,通过这种方法获得的强度损伤度与 图 8 松动圈内岩体声波速度与岩体损伤度的变化趋势 Fig. 8 Variation tendency between damage index and acoustic veloc鄄 ity of rock in the loose circle 理论值基本上一致,误差都保持在 7% 以内. 通过对实 测值进行最小二乘线性回归分析,获得的线性关系与 理论推导的线性关系也保持高度的一致性. 实测值线 性回归的线性相关系数超过 0郾 9,表现出较好的线性 相关性. (2)点荷载强度计算的岩体损伤度能很好的表征 岩体的损伤程度,这为岩石力学参数转化为岩体力学 参数提供一个科学可靠的参考,同时也为损伤度的计 算提供另一种参考方法. (3) 岩石点荷载强度的测试方便、快捷、费用低 廉,通过点荷载强度计算岩体损伤度的方法具有广阔 的应用前景和实用价值. 但是这种方法也有一定的缺 ·180·