核电厂工程岩土试验规程

——换能器主频，Hz；——纵波波速，m/s；——试件的直径，m；13.1.7岩石超声波参数测定仪性能应满足下列规定：a)声时测量精度为±0.1usb)采样长度不小于512采样点/道，并可选c)触发方式宜有内、外、信号、稳态等方式d)频带宽为10~5×105Hze)发射脉宽为1~500us，并可选f)发射电压为100~1000V,并可选g)延迟时间应可调13.1.8测定试件波速时，可采用直透法或平透法;测定试件衰减系数时，宜采用直透法。13.1.9测定纵波波速时，耦合剂宜采用凡士林或黄油；测定横波波速时，耦合剂宜采用铝箔或铜箔。13.1.10测试岩块波速和衰减系数时，应将试件置于测试架上，应对换能器施加约0.05MPa的压力。13.1.11测试结束后，应校准仪器系统的零延时。零延时校准方法宜采用测定超声波在标准有机玻璃棒中的传播时间，绘制时距曲线的方法来确定仪器系统的零延时，也可采用将发射、接收换能器对接的方法，测读仪器系统的零延时。13.1.12岩块波速测试成果整理应符合下列规定：a)按下列公式(13.1-2)、(13.1-3)计算岩块的纵波波速和横波波速，计算值取3位有效数字。(13.1-2)(13.1-3)式中：——纵波波速，保留三位有效数字，m/s；——横波波速，保留三位有效数字，m/s；——直透法测试时为试件的高度；平透法测试时为发射、接收换能器中心点的距离，m；——纵波在试件中传播的时间，s；——横波在试件中传播的时间，s；——仪器系统的零声时，s；b)岩土体的动弹性力学参数按式（13.1-4）、（13.1-5）和（13.1-6）计算(13.1-4)(13.1-5)（13.1-6）式中：——动剪切模量，MPa——动弹性模量，MPa——动泊松比13.1.13岩块衰减系数测试时，应先对试件进行首波振幅初始测试，然后在原试件的基础上截取一定长度的试件进行第二次首波振幅测试，两次试验的试件长度应符合13.1.3和13.1.4条的规定。测试成果整理应符合下列规定：(13.1-7)式中：——岩块衰减系数，NP/m——第一次测试时的试件高度，m——截取的试件高度，m——原试件测试的初始首波振幅，db——截取试件测试的首波振幅，db13.1.14岩块波速与衰减系数测试记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸、测试方法、换能器间的距离、传播时间、振幅、仪器系统的零声时。13.2现场岩土体波速测试13.2.1适用于测定各类岩土体的纵波和横波波速。13.2.2现场波速测试方法主要包括超声波法和地震波法。13.2.3现场波速测试主要工作方式主要包括单孔测试方式和跨孔测试方式。13.2.4测试孔或点的位置、数量应根据勘察阶段和技术要求、目的、地质条件、建筑特点等综合因素确定。13.2.5超声波法的主要仪器设备应包括下列各项：——岩体声波参数测定仪——孔中发射换能器和接收换能器——一发双收换能器、跨孔用的声波换能器、干孔声波换能器——电火花振源——换能器扶位器——钻孔注水和止水设备——钻孔测斜仪——卷尺13.2.6地震波法的主要仪器设备应包括下列各项：——地震仪等数据采集处理系统——振源——孔内三分量检波器——零时触发器——测斜仪。13.2.7超声波法参数测定仪应符合13.1.7条的规定。13.2.8地震波法数据采集和处理仪性能参数应符合下列要求：a）宜选用6通道以上多通道浅层数字地震仪b）采样间隔可选，且最小采样间隔不应大于16.25usc）记录长度不小于512样点/道，且可选d）动态范围不小于96Db，通频带为2~2000Hze）具有采集、储存和处理数字信号的功能f）具有采集参数的检查与改正、采集文件的组合拼接、采集文件成批显示和记录中能分辨和处理坏道等基本功能g)具有测定波速参数的功能。13.2.9孔内三分量检波器由三个相互垂直检波器组成，其中一个竖直向、两个水平向。其技术指标除满足上述要求外，应密封防水。13.2.10零时触发器性能应稳定，其灵敏度宜为0.1ms。13.2.11单孔超声波测试中，钻孔应无套管、有起耦合作用的井液；在跨孔超声波测试中，钻孔宜有起耦合作用的井液，钻孔间距应确保接收到的声信号清晰。13.2.12单孔地震波法测试时，横波振源应采用锤和上压重物的木板，纵波振源宜采用锤和金属板。13.2.13跨孔地震波法测试时，横波振源宜采用横波锤，也可采用标准贯入试验装置，纵波振源宜采用电火花或爆炸等振源13.2.14超声波法测试前的准备工作：a）检查仪器接头性状、仪器接线情况、开机后仪器和换能器的工作状态以及井下换能器和电缆的防水性能与绝缘程度。在洞室中进行测试时，应注意仪器防潮。b）钻孔或风钻孔应冲洗干净，测试时孔内应注满水，并对测试孔进行编号。c）跨孔测试时，应测量钻孔中心点的距离，测距相对误差应小于1%。测试孔轴线不平行时，应测量钻孔轴线的倾角和方位角，对孔间距进行校正。d）跨孔测试时，应安装换能器扶位器。e）对于不能储存水的钻孔，测试时应采取供水与止水措施。f）对于软岩，测试时应采用干孔换能器。g)跨孔测试前，应校准测试系统的零延时。采用柱状发射和接收换能器，宜在水池中按不同间距测量声波传播时间，绘制间距与传播时间的关系曲线求取零延时。13.2.15地震波法测试前的准备工作：a)应对仪器设备进行检查，提交检查记录。b)测试地震道的一致性。c)检波器电缆绝缘检查，绝缘电阻应大于200kΩ。d)钻孔进行编号，测量孔口高程、孔口间距、孔斜和方位。e)孔壁与塑料套管应采取浆液或砂充填。浆液宜按照水泥、膨润土和水的配比1:1:6.25进行配制，以满足固结的密度接近土介质的密度，使孔内振源、检波器与地层介质处于良好的耦合状态，提高测试精度。13.2.16测点布置应满足下列要求：a)孔距应根据地球物理条件、仪器分辨率、激发能量来确定b)单孔超声波测试，点距不宜小于0.2m，跨孔超声波测试，点距宜为0.2~1.0m；c)地震波法测试时，点距宜为0.5~2.0m；13.2.17超声波法测试应符合下列要求：a）单孔超声波测试宜采用一发双收换能器。b)跨孔超声波法观测方式可采用水平同步、斜同步等观测方式。c）应保持换能器与孔壁接触良好，接收信号清晰。d)宜从孔底向孔口逐点测试，遇到孔深为米的整数倍时应校正深度。e）孔壁较破碎或钻孔较深时，宜采用大功率发射换能器或采用具有前置放大器的接收换能器。f)测试工作结束后，应选择部分测点进行重复观测，其检查数量不应少于测点总数的10％，检查观测的相对误差应小于5.0%。13.2.11单孔地震波法现场测试应符合下列要求：a)单孔地震波测试应采用叩板法。b)采用叩板法时，激发点到孔口距离可通过试验确定，宜为2~4m，木板的长轴中垂线应对准测试孔中心，板上所压重物宜大于400kg，木板与地面应紧密接触。c)零时触发器宜埋于木板中心位置或手锤上装置脉冲触发器。13.2.12跨孔地震波法现场测试应符合下列要求：a）跨孔测试宜沿岩层倾向采用3个钻孔同步观测方式，其中一个钻孔发射，另外两个钻孔同时接收。b)剪切锤震源宜自下而上移动，深度应准确、贴壁应牢靠。c）采用三分量检波器测试横波时，检波器应贴壁。g)采用电火花震源时，应有水或水泥浆耦合。13.2.13在测试过程中，横波可按下列方法判定a)横波与纵波在岩体介质中传播的时间之比约为1.7；b)同一接收信号中，横波频率应小于纵波频率；c)横波振幅应大于纵波振幅；d)采用换能器发射时可改变发射电压的极性，横波相位反相；e)采用叩板法和剪切锤时，应正向和方向激发，横波相位反相f)反复调整仪器放大器的增益和衰减挡，在荧光屏上可见到较为清晰的横波，然后加大增益，可较准确测出横波的初至时间；g)利用专用横波换能器测定横波；13.2.14现场岩土体波速测试成果整理应符合下列规定：a)单孔超声波测试时，岩土体波速按式（13.2-1）计算(13.2-1)式中，——纵波波速或横波波速，保留三位有效数字，m／s，——两接收换能器之间的距离，m——纵波或横波从发射换能器传播到第1接收换能器所需的时间，s——纵波或横波从发射换能器传播到第2接收换能器所需的时间，sb)跨孔超声波测试时，岩土体波速按式（13.2-2）计算(13.2-2)式中，——发射点和接收点之间的距离，m——纵波或横波从发射点传播到接收点所需的时间，s——仪器系统的零延时，sc)单孔地震波测试时，岩土体波速按（13.2-3）和式（13.2-4）计算(13.2-3)(13.2-4)式中，——纵波或横波从振源到达第测点的实测时间，s——斜距校正系数——第测点的深度，m——第测点的深度，m——振源与孔口的高差，当振源低于孔口时，为负值，m——板中心到测试孔孔口的水平距离，md)跨孔地震波测试时，岩土体波速按（13.2-5）计算(13.2-5)式中：——同一测点，两接收检波器之间的距离，m——纵波或横波到达第1个接收孔检波器的的时间，s——纵波或横波到达第2个接收孔检波器的的时间，se）岩土体的动弹性力学参数按13.1.12条b项的规定计算f）岩体完整性系数按式（13.2-6）计算（13.2-6）式中：——岩体完整性系数，精确至0.01——岩体纵波波速，m/s——岩块纵波波速，m/sg)应绘制钻孔深度与各波速层的纵波和横波速分布图、直方图，以深度H为纵坐标，各波速层的波速为横坐标。h)应统计同一区域或地质单元岩土层（或波速层）纵波或横波的波速值。当参与统计的岩土层厚度或数据较均匀时，按算术平均值计算。否则，按厚度加权平均值计算。

附录A试验工作管理基本要求1、试验人员应详细了解设计意图和地质条件，掌握试验任务书、试验大纲及有关规程的内容和要求。2、按分工做好试验前的准备工作。3、准确测读详细记录和描述发现问题应及时报告并采取措施。4、试验工作中应加强与地质设计和施工人员的联系，应做好交接班工作。5、各项试验资料应签名负责作好资料的保管和归档工作。A.2设备管理1、根据试验技术要求和工作条件进行仪器设备选型并检验其稳定性和重复性对现场测试仪器和设备应检查其坚固性及防潮性能。2、试验前试验人员应熟悉仪器设备的结构性能操作方法及技术要求，仪器设备应定期维修和率定并有专人管理。3、仪器设备搬运过程中应采取措施防止损坏。A.3安全管理1、试验前应协同有关人员对试验洞进行安全检查，清除松动围岩，对严重渗水和漏水地段宜采取措施处理，当试验洞较深时宜采取通风措施。2、应对试验场地进行合理布置和清扫清除杂物，将常用设备和工具置于合适部位。3、对试洞的用电线路和设备应进行安全检查和维护。试验人员进洞应佩戴安全帽，当试洞内有可燃气体或有毒时，应采取安全措施。4、当试点距离爆破工作面较近时，应对测试仪器采取保护措施。5、在试验全过程中应有专人负责安全工作。

附录B试样采取与管理要求B.1岩石试样采取要求B.1.1供制备试件的试样应在勘探地点采取。B.1.2取样应符合下列规定：a)同组试样的岩层和岩性应相同。b)不得用爆破方式采取试样。c)对于干缩湿胀和易风化的试样，取样后应立即密封，并置于不透风的阴凉环境中储存，避免温度和湿度的影响。d)采取含有软弱夹层或其它类型结构面的直剪试样时，应避免试样受扰动。e)试样数量应按试验项目和制备试件的需要确定。B.1.3对取样地点应进行地质描述。B.1.4取样记录应符合下列规定：a)应标明试样编号层位方位或受力方向并造册登记。b)绘制取样地点的平面位置图，填写送验单。送验单的内容应包括：工程名称、取样地点、取样深度、地层年代、岩石名称、试样编号、取样方法、取样数量、取样日期、试验目的、试验项目、试验要求、送样日期、送样人、验收人。c)取样记录应与试验原始记录一并归档。B.1.5试样在装箱和运输过程中，应采取防护措施避免试样损坏。B.1.6试样应进行登记、验收，并妥善贮存。不符合要求的试样应及时通知取样单位采取补救措施。B.2土样的验收和管理B.2.1土样送达试验单位，必须附送样单及试验委托书或其他有关资料。送样单应有原始记录和编号。内容应包括工程名称。试坑或钻孔编号、高程、取土深度、取样日期。如原状土应有地下水位高程、土样现场鉴别和描述及定义、取土方法等。试验委托书应包括工程名称、工程项目、试验目的、试验项目、试验方法及要求。例如原状土进行力学性试验时，试样是在天然含水率状态下还是饱和状态下进行；剪切试验的仪器（三轴或直剪）；剪切试验方法（快剪、固快、不固结不排水、固结不排水等）；剪切和固结的最大荷重；渗透试验是垂直还是水平方向，求哪一级荷重或某一个干密度（孔隙比）下的固结系数或湿陷渗透系数；黄土压缩试验须提出设计荷重。扰动土样的力学性试验要提出初步设计干密度和施工现场可能达到的平均含水率等。B.2.2试验单位接到土样后，应按试验委托书验收。验收中需查明土样数量是否有误，编号是否相符，所送土样是否满足试验项目和试验方法的要求。必要时可抽验土样质量，验收后登记编号。登记内容应包括：工程名称、委托单位、送样日期、土样室内编号和野外编号、取土地点和取土深度、试验项目的要求以及要求提出成果的日期等。B.2.3土样送交试验单位验收、登记后，即将土样按顺序妥善存放，应将原状土样和保持天然含水率的扰动土样置于阴凉的地方，尽量防止扰动和水分蒸发。土样从取样之日起至开始试验的时间不应超过3周。B.2.4土样经过试验之后，余土应贮存于适当容器内，并标记工程名称及室内土样编号，妥善保管，以备审核试验成果之用。一般保存到试验报告提出3个月以后，委托单位对试验报告未提出任何疑义时，方可处理处理。B.2.4试验余土时要考虑余土对环境的污染、卫生等要求。

附录C土样和试样制备C.1目的和适用范围C.1.1本试验方法适用于颗粒粒径小于60mm的原状土和扰动土。C.1.2根据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度的允许差值为0.03g／cm3；扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不应大于±0.01g／cm3，一组试样的含水率与要求的含水率之差不应大于±1%。C.1.3土样在试验前必须经过制备程序，包括土的风干、碾散、过筛、匀土、分样的贮存等预备程序，以及制备试样程序。C.1.4土样制备程序视需要的试验而异，故土样制备前应拟定土工试验计划。C.1.5对密封的原状样除小心搬运和妥善存放外,在试验前不应开启，试验前如需要进行土样鉴别和分类必须开启时，则在检验后，应迅速妥善封好贮藏，应使土样少受扰动。C.2仪器设备C.2.1制备土样需用的主要仪器设备——细筛：孔径0.5mm、2mm、5mm。——洗筛：孔径0.075mm。——台秤和天平：称量10kg，最小分度值5g；称量5000g，最小分度值1g；称量500g，感量0.1g；称量200g，感量0.01g。——环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和79.8mm，高20mm；内径61.8mm，高40mm。——击样器：如图1所示。图1击样器1—定位环；2—导杆；3—击锤；4—击样筒；5—环刀；6—底座；7—试样——压样器：如图2所示。图2压样器1—活塞；2—导筒；3—护环；4—环刀；5—拉杆；6—试样1—上活塞；2—上导筒；3—环刀；4—下导筒；5—下活塞；6—试样；7—销钉——抽气设备：应附真空表和真空缸。——其他：烘箱、干燥缸、保湿缸、木锤、木碾、橡皮板、修土刀、钢丝锯、凡士林、喷水设备、土样标签以及其他盛土器等。C.3试样制备程序C.3.1原状土试样制备，应按下列步骤进行：a）将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。b）根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。c）切取试样后剩余的原状土样，密封好放置于保湿器内，以备补作试验之用；切削的余土作含水率。比重、颗粒分析、界限含水率等项物理性试验。d）切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不应扰动。C.3.2扰动土试样的备样，应按下列步骤进行：a）将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。b）对扰动土试样应过5mm筛，当大于5mm土质量占总土质量不超过50%时按照D.3.3的要求进行制样；当大于5mm土质量占总土质量超过50%时为粗粒土，按照D.3.4的要求进行制样。c）对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。c）将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散(碎土器不应将土粒破碎)。d）对分散后的粗粒土和细粒土，应按不同试验样品数量的要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。对土样的颜色、土类、气味及夹杂物进行描述，然后将土样风干放在橡皮板上用木碾碾散(不应压碎颗粒)，拌和均匀。C.3.3扰动土试样的制样，应按下列步骤进行：a）试样的数量视试验项目而定，应有备用试样1～2个。b）将碾散的风干土样通过孔径2mm或5mm的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，测定风干含水率，装入保湿缸或塑料袋内备用。c）根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加水量应按下式计算：(C.3-1)式中mw——制备试样所需要的加水量(g)；m0——湿土(或风干土)质量(g)；w0——湿土(或风干土)含水率(%)；w1——制样要求的含水率(%)。d）称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜，砂土的润湿时间可酌减。e）测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，含水率差值应符合本标准第9.1.1.2条的规定。f）根据环刀容积及所需的干密度，制样所需的湿土量应按下式计算：(C.3-2)式中ρd——试样的干密度(g／cm3)；V——试样体积(环刀容积)(cm3)。g）扰动土制样可采用击样法和压样法。1)击样法：将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内，击实到所需密度。2)压样法：将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的压样器内，以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度。h）取出带有试样的环刀，称环刀和试样总质量，对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保湿器内备用。C.3.3粗粒土试样的制备，应按下列步骤进行：a）根据要求进行的试验项目所用料量，将土样放在橡皮板上风干，用木锤将土块及粘附在粗粒上的细粒土碾散。应避免破坏土的天然颗粒。b）将全部土样按100、80、60、40、20、10、5mm依次过筛分粒组堆放并称其质量，计算出大于5mm土的质量总土质量的百分数。c）测定小于5mm土的风干含水率,称取100~200g；测定大于5mm各粒径组的风干含水率，每粒径组应称500~1000g。d）当土样中含超粒径颗粒(超过试验仪器允许的粒径)，可根据需要采取以下四种处理方法制备试样：1)剔除法——将超粒径颗粒剔除。2)等量替代——根据仪器允许的最大粒径以下的大于5mm的粗粒，按比例等质量替换超径颗粒。3)相似级配法——根据原级配曲线粒径，分别按照几何相似条件等比例地将原样缩小。缩小后的土样级配应保持不均匀系数(d60/d10)不变。4)混合法(先采用相似级配法再采用等量替代法)——选用适当的比尺缩小，使小于5mm粒径土的质量不大于总质量的30%，若仍有超粒径颗粒再用等量替代法制样。C.4试样饱和C.4.1试样饱和宜根据土样的透水性能，分别采用下列方法：a）粗粒土采用浸水饱和法。b）渗透系数大于10－4cm／s的细粒土，采用毛细管饱和法；渗透系数小于、等于10－4cm／s的细粒土，采用抽气饱和法。C.4.2毛细管饱和法，应按下列步骤进行：a）选用框式饱和器(图9.1.4-1b)，试样上、下面放滤纸和透水板，装入饱和器内，并旋紧螺母。图3饱和器1—夹板；2—透水板；3—环刀；4—拉杆b）将装好的饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，关箱盖，浸水时间不应少于两昼夜，使试样