2013巖土工程師考試：基礎(chǔ)知識考點2

　　現(xiàn)有的巖石可鉆性分級方法-傳統(tǒng)法　　

　　1壓入硬度法

　　壓入硬度法是利用壓入硬度計測出巖石的壓入硬度值作為巖石的可鉆性指標。壓入硬度法是測定巖石的某點或有限點抵抗外力入侵的能力,而巖石是由大大小小不規(guī)則的礦物顆粒組成的。礦物顆粒在空間的排列是任意的,顆粒間存在很多空洞和縫隙,巖石結(jié)構(gòu)上的這種特殊性決定了巖石各點的壓入硬度值有很大的差異,整塊巖石的可鉆性不應(yīng)該也不可能由某點或某幾點的壓入硬度值來確定。

　　2點載法

　　點載法是由點載儀測得的,用點載強度系數(shù)作為衡量巖石的可鉆性指標。點載強度系數(shù)由巖石樣品在三向應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生破壞時的點載決定。點載法不能從可鉆性上把巖石分開。這是因為巖石在三向應(yīng)力狀態(tài)下,產(chǎn)生張性破壞,而各種巖石都存在許多縫隙,巖石破壞是由于在縫隙處產(chǎn)生應(yīng)力集中。這樣點載法的測定結(jié)果實際上是巖石裂隙發(fā)育程度的反映。

　　3微鉆頭鉆進法

　　微鉆頭鉆進法是在室內(nèi)運用可鉆性測定儀確定巖石的可鉆性，利用穿孔速度和牙輪磨損情況，壓痕試驗中確定的壓痕器指數(shù)，以及抗壓強度試驗結(jié)果，對巖石的可鉆性進行綜合評定。這是一種很直觀的方法，利用取自于地層的巖心測試能夠真實的反映地層的可鉆性范圍，為鉆頭的選型及地質(zhì)分層提供了強有力的參數(shù)，也是檢驗其它計算地層可鉆性級值準確性的依據(jù)。

　　微鉆頭實驗，要求從軟到硬巖中的鉆頭性能是足夠的，但對必須使用硬質(zhì)合金齒鉆頭的極硬巖來說，則不完全可靠;實驗所用的巖塊試樣必須具有充分的代表性，否則影響試驗結(jié)果的真實性;試驗中采用一種轉(zhuǎn)速，當增大轉(zhuǎn)速將提高鉆速，可能增加鉆頭和軸承的磨損;試驗中只考慮一種軸壓，而實際上鉆速與軸壓成正比變化。此外，室內(nèi)實驗測試需要大量的巖心，對于沒有進行取心施工或者是巖心資料非常珍貴的區(qū)塊，這種方法的應(yīng)用就受到了一定的限制。

　　4搖擺法

　　Rehinder和P.A.用搖擺硬度計測量巖石的相對硬度,曾經(jīng)獲得一定的成功此法又叫阻尼振蕩法,實質(zhì)在于將銀有金剛石或硬質(zhì)合金擺尖的擺,懸吊于被測巖石的光滑表面,使其運動后,由于巖石局部破碎所吸收的能量,加上空氣摩擦,使系統(tǒng)阻尼。阻尼大小與被測巖石的硬度H相關(guān)為　 

　　式中：為初始振幅;

　　為振幅隨時間衰減的速率。

　　在六十年代中期，美國的Henis、R.W.和Street曾用精制的石灰?guī)r及其它試塊，做過檢驗性試驗。試驗中采用了比Rehinder更先進的測試儀表，試驗程序也非常嚴密。試驗后結(jié)論為用搖擺硬度法測得的巖石硬度隨擺重而異。如以獲得最大硬度時的擺重叫臨界擺重，那末輕于臨界擺重的擺，阻尼僅為空氣摩擦的函數(shù)高于臨界擺重的擺，阻尼才主要是巖石破碎能量的函數(shù)。只有重量等于臨界擺重的擺，才能對被測巖石的硬度最為敏感。因此,這種方法貌似簡單，實甚煩雜，只有嚴格選擇適應(yīng)于各種被測巖石硬度的擺才有其使用價值。

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