《露天矿边坡稳定性分析及岩移监测方法》

本文件描述了露天矿山边坡滑移面抗剪强度测定对象的确定方法，规定了试样抗剪强度的测试技仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB51099有色金属工业岩GB51214煤炭工业露天矿边坡工程监测规范工2以露天矿山最上靠帮边坡坡顶线和最下靠帮边坡坡底线为边界，由其间全部靠帮台阶边坡组成的在同一工程地质分区内，边坡几何要素和坡面产状基本一致并能采用同一的剖面和相同的计算参岩体内在地质作用过程中形成的、具有一定产状(方向)、规模、形态与延展特征的不连续地质界 (又称不连续面)。3对边坡岩体稳定性起控制作用，且在边坡发生失稳(含潜在失稳)时作为滑移界面(潜在滑移界面)在规定测试/试验条件下，通过对滑移面试样采用现场测试、室内试验或原位用于工程稳定计算、由试样抗剪强度结合潜在滑移方向对应滑移面尺度并按借小议大方法计算得4壁岩强度jointwallcompressivestreng中抗剪强度尺寸效应分维数shearstrengthfractaldimensionofscaleeffectDnDₙ5使取样窗口按逐行逐列方式对滑移面全域取样单元进行搜索并形成结果唯一的全样本形貌数据集的滑邻窗口重叠覆盖轮廓曲线范围以提取各窗口对应轮廓段数据的现场测试取样方法，是一种面向工程应借小议大方法methodforcalculatinglarge-scaleindicatorsviavariationo针对事物随时空变化发生单一方向衰减或增强的现象，运用可测试的小尺寸(小时段)定量指标，获取并利用小尺寸(小时段)的变化规律，计算无法测试的大尺寸(目标寿命)的定量指标的方法。64总则4.1为统一露天矿山边坡滑移面抗剪强度测定方法，规范露天矿山边坡滑移面抗剪强度测定对象的确4.2露天矿山边坡按照构成要素分为总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡三个级别。抗剪强度测定与4.3抗剪强度测定应综合考虑滑移面充填状态、含水状态、风化程度、工程荷载及4.5露天矿山开采过程中，开采深度方向每新增3个台阶边坡或采深每增加50m时，应重新开展抗4.6当边坡工程地质条件发生变化、滑移面发生调整，或新圈入境界地段4.7现场测量、取样、室内试验与原位试验等作业全过4.8露天矿山滑移面抗剪强度测定除应符合本文件外，尚应符合国家7工程地质调查应按照GB50021和GB51016的规定执行。5.1.2应根据边坡工程地质条件和工程参数进行分区，逐一测定总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡5.1.3当存在规模很大的构造(如断层破碎带、岩脉、软弱层等),且对总体边坡稳定性构成威胁并5.2.1边坡工程参数调查内容应包括5.2.3未开展工程地质测绘时，露天矿山许偏差宜小于±0.1°。5.2.4边坡工程参数野外调查记录内容应按附录A执行。5.3.1应查明各边坡分区岩层产状及构造特征，识别断层、褶皱、密集节理带、岩脉以及岩性界面等的空间分布、组合规律及工程地质特征；并按照附录B进行结构面分级。5.3.2边坡岩体结构面野外调查应包括结构面几何参数和地质描述，应按附录A执行。结构面几何参5.3.3简单型的场区可不进行钻探，可根据地面调查成果对深部结构面条件进行推测；中等及以上复杂场区应开展钻探，并宜采用定向钻探获取岩芯结构面产状数据，用以校核5.3.4应对Ⅲ级及Ⅲ级以上结构面进行定位测量，对IV级5.3.5对直接影响边坡稳定的Ⅲ级及Ⅲ级以上结构5.3.6对IV级结构面，宜采用测线法、测窗法、激光扫描法、近景摄 5.4.1边坡岩体结构模型应以5.2与5.3为基础，进行结构面与边坡的匹配性分析。8b)依据边坡分区边界确定结构面与边坡的空间位置关系；结构面位于所分析边坡分区范围内时，判定为空间位置匹配；反之判定为不匹配；c)当空间位置匹配时，应分析该结构面对相应级别边坡稳定性的影响；不匹配时可不纳入该级别边坡的稳定性分析。5.4.3结构面规模与边坡规模的匹配性分析应在空间位置匹配的前提下进行，并符合下列规定：a)以岩体结构模型中与边坡相交形成的可能贯通滑移面面积作为边坡规模，以结构面投影到该模型中的实际面积作为结构面规模；b)逐一调查各边坡分区内结构面的规模，计算结构面规模与边坡规模的比值，作为判别结构面贯通程度的指标；c)将比值≥0.85的结构面判定为贯穿性结构面，将0.25≤比值<0.85的结构面判定为非贯穿性结构面，将比值<0.25的结构面判定为小规模结构面。5.4.4应根据匹配性分析结果建立边坡岩体结构模型，模型表达内容与数据应包括：——各级边坡的空间边界条件；——各级结构面(I～IV级)及结构面组的空间分布规律(含优势产状)。5.5滑移面与滑移方向的确定5.5.1滑移面与滑移方向的确定应以边坡岩体结构模型为基础，结合赤平极射投影图解分析法、工程地质类比法及现场变形破坏迹象进行综合判定。5.5.2各级边坡滑移面的确定应符合以下规定：a)整体稳定性分析：分析贯穿性结构面及其组合对边坡整体稳定性的影响，综合确定边坡沿贯穿性结构面(或贯穿性结构面组合)发生整体平面滑移或楔体破坏时的滑移面；b)局部稳定性分析：分析贯穿性结构面与非贯穿性结构面(必要时含小规模结构面)组合形成滑移面的可能性，综合确定可能发生局部变形破坏的滑移面。5.5.3各级边坡滑移方向的确定应符合以下规定：a)平面滑移方向：单一结构面控制的平面滑移，其滑移方向宜取滑移面的倾向方向；b)楔体滑移方向：两结构面组合控制的楔体滑移，可结合赤平极射投影图上两结构面组合交线与两结构面倾向线的相对位置关系进行判别：1)当两结构面的组合交线位于它们的倾向线之间时，组合交线的倾斜方向宜判为滑移体的滑移方向，此时两结构面均为滑移面。2)当两结构面的组合交线与其中一条结构面的倾向线重合时，组合交线的倾斜方向宜判为滑移体的滑移方向，该结构面为主要滑移面，另一结构面为次要滑移面。3)当两结构面的组合交线位于两结构面倾向线同侧时，位于三者中间的结构面倾向线的倾斜方向宜判为滑移体的滑移方向，该结构面为滑移面，另一结构面主要起侧向切割作用。96试样抗剪强度测试6.1一般规定6.1.1现场测试、室内试验或原位试验方法宜根据岩土条件、设计对参数的要求及方法适用性等因素综合确定。6.1.2室内试验宜用于硬性结构面抗剪强度测定；原位试验宜用于软弱结构面抗剪强度测定；现场测试宜用于硬性结构面抗剪强度测定；对露天开采等工期紧、时效性要求高的工程(如临时性边坡)及工程地质条件相对简单的边坡，可优先采用现场测试方法。6.1.3当软弱结构面充填物厚度较大、抗剪强度主要由充填物控制且不满足原位试验条件时，充填物抗剪强度指标应按GB/T50123的有关规定确定。6.1.4室内试验和原位试验仪器的结构、材料、工作环境与准确度等基本特性应符合GB/T15406的规定，并应保证在检定有效期内使用。6.1.5原位试验可采用平推法或斜推法，试验应根据工程地质条件和荷载分布特点等选择试验地段和地层，同一地层，试验组数不应少于3组。6.1.6现场测试不具备轮廓曲线测量条件时，可采用非接触式测量方法(如三维激光扫描或摄影测量)获取滑移面轮廓曲线坐标数据。6.1.7结构面壁岩强度宜按照GB51016的规定测定岩块单轴抗压强度值；当无单轴抗压强度试验值时，可根据结构面的风化程度与含水状态，采用回弹法测定壁岩强度。6.1.8法向应力的选取宜考虑边坡规模及滑移面位置对法向应力的影响；室内试验与原位试验的预定法向应力宜按滑移面所处地应力或工程设计应力确定。6.1.9对工程安全等级为I、Ⅱ级的露天矿山边坡，宜现场实测岩体地应力；对工程安全等级为Ⅲ级的露天矿山边坡，地应力可结合地质勘探资料估算。岩体地应力测试应按照GB/T50266描述的方法确定。露天矿山边坡的工程安全等级应按GB51016的有关规定确定。6.1.10试验前应根据试验要求编写试验大纲。大纲宜包括下列内容：—任务来源与要求；——试验目的、试验内容与技术要求；——试验设计；——仪器设备；——人员安排；——试验进度；——试验成果； 安全保障措施。6.1.11试验资料应及时整理与分析；对不合理或异常数据应分析原因并予以甄别，必要时应补充试验，以确定可疑数据的取舍或更正。6.1.12试验结束后应及时编制并提交试验记录表与试验报告；记录表与报告应按规定进行审核，并归档保存。6.2现场测试6.2.1仪器设备6.2.1.1滑移面粗糙度接触测量宜采用结构面轮廓曲线仪(见图1),并应符合下列要求：—绘图笔宜采用出水流畅的黑色水性笔，笔珠直径宜为0.5mm; 绘图板宜采用薄而平整的有机玻璃，用于固定与支撑绘图纸；1——绘图笔；4——绘图纸；5——绘图板；6——结构面。6.2.1.2滑移面壁岩强度测量宜采用指针直读式回弹仪；仪器的标准冲击能量宜应，并应符合GB/T9138相应部分的规定。6.2.2.1试样选取应针对5.56.2.2.2试样应选自无充填、表面完整的滑移面测试区域；测6.2.2.3试样选取宜结合轮廓曲线测段布设进行；每条测段长度不应小于40cm,测段数不应少于36条；测段应均匀布置，相邻测段的水平间距不宜小于10cm。6.2.2.4滑移面编号、测量方向、滑移方向、图纸编号、充填状况等记录宜按附录A执行。c)绘图板应沿测段方向且垂直于试样表面放置，并保持绘图板底边与所测试样宏观几何轮廓基f)轮廓曲线粗糙度测量记录宜按附录C执行。c)按轮廓曲线实际测量长度与灰度矩阵尺度的对应关系，换算轮廓曲线上各像素点的实际坐标d)对像素点实际坐标数据进行插值，并以0.5mm为采样间隔提取轮遍历搜索取样方法原理如图2所示，并按下列步骤操作：的遍历样本数量不少于100;按照公式(1)、(2)确定遍历步长与重合长度，使相邻取 (1) (2)k——遍历步长度，单位为厘米(cm);1——取样窗口长度，单位为厘米(cm);L——轮廓曲线长度，单位为厘米(cm);试样试样试样-L——应在清洁、平整的壁岩上均匀布置测区，各壁岩测区数量不应少于10个；——相邻测区间距应控制在2m以内；测区与壁岩边缘的距离不宜小于0.2m;——每个测区面积不宜小于400cm²;——每个测区布置的测点数量不应少于16个；当滑移面上、下盘均暴露时，两侧壁面布置的测点数量均不应少于8个；——测点宜在测区内均匀分布；相邻测点净距不宜小于20——测点不应布置在空洞、剥落或松动岩屑处；同一测点只弹击一次；回弹值读数精确至1;—依据GB50487的规定剔除不合理回弹值后，按照公式(3)计算各壁岩测区平均回弹值Rm:Ri——剔除不合理离散值后的第i个测点的回弹值。——当回弹仪以非水平方向进行测量时，测区平均回弹值按照公式(4)进行修正：Rma——非水平状态测量时测区的平均回弹值，计算精确至0.1;b)宜根据Barton直边法公式(5)计算取样长度为Ln的试样的粗糙度系数：JRCn——取样长度为Ln的试样粗糙度系数；c)宜对同一条滑移面试样轮廓曲线的系列尺寸取样段进行统计分析；将相同Ln取样段的JRCn统d)宜对滑移面试样各轮廓曲线在相同Ln下的粗糙度系数标准值进行统计分析，并取其平均值作为反映该滑移面试样抗剪强度性质的粗糙度系数特征值；粗糙度系数特征值应按不同a)滑移面试样壁岩第i个测区的壁岩强度换算值JCSn;应按附录E取值；b)试样壁岩强度平均值应按照公式(6)计算：JCS——试样壁岩强度平均值，单位为兆帕(MPa);JCSni——第i个测区的壁岩强度换算值，单位为兆帕(MPa);条件时，试样基本摩擦角宜按工程经验并按照附录F取值。c)未风化滑移面试样基本摩擦角宜根据壁岩平均回弹值按照公式(7)计算：中——未风化试样的基本摩擦角，单位为度(°);d)风化滑移面试样残余摩擦角宜根据未风化试样基本摩擦角、未风化试样壁岩的平均回弹值和风化试样壁岩平均回弹值，按照公式(8)计算：r——风化试样壁岩的平均回弹值。6.3.1.1应采用直剪试验仪对硬性结构面开展室内直剪试验，试验装置结构示意图见图3。——试验仪应由剪切盒组件(含上、下剪切盒及减摩装置)、加载系统(法向与切向)、测量系统(荷载传感器与位移计)等组成；——剪切盒应采用可拆卸结构，并应能适配边长为10cm、20cm、30cm 减摩装置的摩擦系数不宜大于0.03,采用直线导轨时，其行走平行度不应超过0.02mm/m;器的测量精度不应大于满量程的1%;位移计宜采用数字式传感器，其线性度不应大于0.1%。说明：2——切向加载系统；3——法向加载系统；4——L型板；5——导向支撑架；6——剪切盒；7——预留剪切缝；8——减摩装置。图3试验装置结构示意图6.3.2试样选取6.3.2.1岩样选取应遵守下列规定：—岩样应在5.5.2确定的滑移面上切取； ——岩样采集过程中应避免扰动和损伤；不应采用爆破方法采取岩样，取样部位宜避开爆破影响带；——对干缩湿胀和易风化的岩样，取样后应立即密封，并置于不透风的阴凉环境中储存，避免温度和湿度影响。6.3.2.2取样记录应遵守下列规定：——应在岩样上标明剪切方向，并与5.5.3确定的滑移方向一致；——取样记录应包括：取样编号、取样位置、取样深度、取样方法、取样数量、取样日期及地质描 地质描述应包括：岩石名称、地层年代、颜色、矿物成分、结构、构造、颗粒组成、胶结物性、风化程度、地应力状态等，以及滑移面的性质、分布及发育程度、岩样在采集与运输过程中受扰动和损伤情况、含水状态及所采取的措施；——岩样送交试验室时应附送验单；取样记录、送验单及试验原始记录应一并归档；送验资料应包括试验组别、送样日期、送样人、验收人等信息。6.3.2.3岩样包装运输应遵守下列规定：——岩样在包装与运输过程中，应采取防护、密封等措施，防止扰动、损伤和失水；——岩样装箱运输宜采用泡沫、木屑等松软填料进行填充、固定与缓冲，并采取防碰撞、防挤压、防振动措施，防止损伤。—测量区域表面应进行清洁处理，去除植被、碎石土等杂物，并应无明显滞水； 宜按规划路径对测量区域表面逐点(或逐段)扫描测量，完整获取测量区域内滑移面形貌数字重构数据，并宜按标准数据格式文件(如OBJ、STL等)进行管理。6.3.2.5宜采用全域搜索取样方法，分别确定边长为10cm、20cm、30cm和40cm的四种尺寸代表b)对各尺寸全域样本对应的三维形貌数据进行调平与坐标变换处理，统一剪切基准面与方向基c)分别基于各尺寸全域样本形貌参数建立抗剪强度预测模型，计算并获取各尺寸全域样本的抗e)分别以各尺寸抗剪强度特征值为参照，计算各尺寸全域样本的相似度量值并形成相似度量结f)依据各尺寸代表性试样编号确定其在滑移面上的准确位置；各尺寸代表性试样的三维形貌数——宜采用切割方式加工成上下盘规则岩样(初胚),其尺寸应满足制备边长为10cm、20cm、30——试样结构面形貌应依据6.3.2.5获取的各尺寸代表性试样三维形貌数据，结合——试样宜制备为边长10cm、20cm、30cm、40cm的正方形试样；—同一尺寸试样为一组，每组试样数量应不少于3个；—将试样置于直剪试验仪剪切盒内，试样与剪切盒内壁之间的间隙应采用填料填实，使试样与剪切盒形成整体，避免加载过程中松动与相对滑移；—试样安装受剪方向应与6.3.2.2标注的剪切方向一致；——预留剪切缝宽度宜为试样边长的5%;——试样预定剪切面应位于剪切缝中部；——法向荷载与剪切荷载的作用线应通过预定剪切面的几何中心；——法向位移计应垂直于预定剪切面安装，其接触点宜布置于移动半剪切盒(或移动端试样夹持装置)周边；法向位移计数量宜为4只，用于评估移动端俯仰与横滚； 切向位移计应平行于预定剪切面、沿剪切方向安装；切向位移计不应少于2只，并应沿剪切方向中心线两侧对称布置；——各位移计量程应满足预计法向位移与剪切位移范围，并应在试验全过程保持与剪切盒可靠接触。6.3.4.2法向荷载施加应符合下列规定：——同一尺寸试样应设置若干级法向荷载，并按试样剪切面积换算各级对应的法向应力；各级法向 荷载宜取该尺寸试样最大法向荷载的等分值；且施加的最大法向应力不宜小于预定法向应力；—法向荷载宜采用荷载控制方式施加，以恒定速率逐步增加至设定值，并记录相应的法向位移；数据采集频率不应低于1Hz;在法向位移稳定之前不应施加剪切荷载，稳定标准为10min内位移变化小于0.05mm;——剪切试验过程中法向荷载应始终保持恒定。6.3.4.3剪切荷载施加应符合下列规定：——剪切荷载宜采用位移控制方式施加，并按选定的剪切位移速率连续加载；剪切位移速率不宜大——开始剪切加载时，应同步启动法向力、剪切力以及法向位移、剪切位移测量与记录；应连续采集数据，采集频率不应低于1Hz;达到峰值后，应继续加载并记录数据，直至残余剪切强度基本稳定或达到预定剪切位移；——当试验过程中试样发生转动或倾斜影响位移采集时，应采用多点位移测量进行姿态评估；剪切位移宜取对称布置切向位移计的平均值；法向位移宜换算取预定剪切面几何中心处的法向位——试样剪切破坏标准应符合下列规定之一：·剪切荷载施加不上或无法稳定；·剪切位移明显变大，在剪应力—剪切位移曲线上出现明显突变段；·剪切位移达到试样长度的10%。—试样剪切破坏后，应结束试验，并先后分别卸载剪切载荷和法向载荷。6.3.4.4室内试验记录宜按附录G执行。6.3.5数据处理6.3.5.1试验数据整理应符合以下规定：——法向应力和剪切应力分别按照公式(9)和公式(10)计算： (9) (10)Pv——法向荷载，单位为牛(N);A——剪切面积，单位为平方毫米(mm²);T——剪切应力，单位为兆帕(MPa); 应按试样边长(10cm、20cm、30cm、40cm)及法向荷载级分别整理数据，并分别绘制各尺寸试样在各法向应力水平下的剪切应力—剪切位移曲线；取曲线最大剪切应力为峰值剪切应列规定：——采用堆载装置时，堆载不应小于最大法向荷载的1.2倍；堆载平台两端应有积1/4的接地面积；平台两端的接地压力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍；杆能提供的抗拔力不应小于最大法向荷载的1.2倍。——油压表应选用精密压力表，精确度等级不应低于0.4级；压力传感器准确度不应低于0.25级；试验选用仪表的量程不应低于最大观测值的1.5倍；——变形位移量测精度不应低于0.01mm; 单个油压千斤顶工作时，试验最大荷载不宜超过额定压力的80%;多个油压千斤顶同步工作时，应选用同一型号规格产品，各千斤顶额定压力之和应大于试验最大荷载的1.5倍；—试验数据量测和记录宜采用自动记录仪。6.4.2.1试坑开挖前，应根据5.5.2和5.5.3确定的滑移面6.4.2.2试样尺寸应满足试验装置与加载条件要求，并应满足边界效应控制与安装操作需要。试样之间的净间距应大于边长的1.5倍。6.4.2.3每组试样选取前应复核其代表性，可结合滑移面两侧壁岩性质、充填物性质与成分、风化特征、受力状态及水理性质等进行综合判定；同一组试样的滑移面性质应一致。6.4.2.4试坑开挖、清理过程中应减少对试样的扰动和破坏；并应采取措施避免滑移面及其充填物含水状态发生显著变化。6.4.2.5对干缩湿胀、易失水风化以及需保持天然含水状态的试样，应采取覆盖、包裹、保湿或遮挡等现场防护措施，避免日晒、强风与温湿度剧烈变化影响。6.4.2.6试样选取工作记录应遵守下列规定：——应在试样上标明剪切方向，并与5.5.3确定的滑移方向一致； 取样记录应包括试样编号、取样位置、取样深度、取样方法、取样数量、取样日期及地质描述，并应附试验段工程地质图、试样展示图或相关影像资料；——地质描述应包括岩石名称、地层年代、颜色、矿物成分、结构、构造、颗粒组成、充填物性质和成分、风化程度、软化泥化程度、地应力状态等，以及滑移面性质、分布及发育程度和试验段地下水情况；——取样记录及试验原始记录应一并归档。6.4.3试样制备6.4.3.1原位试验组数不应少于3组；每组应设置3个试样，试样剪切面应加工成方形，每组3个试样的边长依次为10cm、30cm和50cm;剪切面以上试样高度不应小于边长的0.5倍。6.4.3.2应在试样部位清除表层松动岩石，确定预定剪切面；沿预定剪切面周边将试样与周围岩体切割分离，并应将试样各面修整平整，顶面宜平行预定剪切面。6.4.3.3在加压过程中可能发生破裂或松动的试样，应在其顶面及周边设置保护套。保护套应具有足够的强度与刚度；其顶面宜与预定剪切面平行，底部宜位于预定剪切面上缘处。保护套底部应预留剪切缝，剪切缝宽度宜为试样边长的5%。6.4.3.4反力部位的岩体应能承受试验所需的反力；制作反力座或安装反力装置时，反力部位岩体表面应大致凿平。试样推力部位应预留安装千斤顶的足够空间；采用平推法时应开挖千斤顶槽。采用斜推法时，试样推力面可按预定推力夹角加工或浇筑成斜面，宜为12°~20°。6.4.3.5对剪切面倾斜或夹泥层发育的试样，加工前及加工过程中应采取必要的保护措施避免试样发生滑移。6.4.3.6对于具有膨胀性软弱结构面，在制备试样时，应采取限制膨胀的措施。为避免试样浸水膨胀，应先施加法向荷载，再向下切割制备试样。6.4.3.7试样含水状态应按试验方案确定，可为天然含水状态、饱和状态或其他规定含水状态。含水状态控制措施可按下列要求执行：——在地下水位以下进行试验时，宜先降低地下水位，待试验装置安装完成并恢复至试验方案规定水位后，再进行试验；——需进行饱水条件下剪切时，宜在试验前对试样进行浸泡处理，浸泡时间不应少于48h,并应在试验过程中保持饱水状态；——当结构面地下水较丰富时，试样加工前应切断地下水补给，并应防止自试验段开挖至试验开始期间试验段反复浸水。6.4.3.8试样制备全过程应做好试样保护，不应日晒、雨淋、水浸、冻胀及意外扰动，应采取保持试样含水量的覆膜、遮阴等措施。6.4.3.9试样制成后，应记录试样尺寸、缺角、缺面及高度等情况，应估算剪切面试样面积，应实测并记录剪切方向和剪切面角度。6.4.4试验步骤6.4.4.1试验装置安装时，应先安装法向荷载系统，后安装剪切荷载系统及测量系统。6.4.4.2法向荷载系统安装应符合下列规定：a)在试样顶部铺设一层水泥砂浆，放置下垫板，轻击下垫板使其与预定剪切面平行；试样顶部亦可先铺设橡皮板或细砂后再放置下垫板；下垫板与试样顶面应接触紧密；b)待水泥砂浆初凝或满足安装要求后，应在下垫板上依次安放滚轴排、上垫板、液压千斤顶、滑块、传力柱及顶部垫板；应保持顶部垫板与钢梁之间接触紧密；c)法向荷载系统各部件应沿加载方向保持同轴，加载方向应垂直预定剪切面；法向载荷合力应通过预定剪切面的中心；d)法向荷载系统应具有足够的强度和刚度；当预定剪切面倾斜或加载系统高度较大时，应对法向荷载系统采取支撑措施；e)为适应剪切过程中可能出现的试体上抬现象，液压千斤顶活塞在安装前应预启动部分行程；f)安装完毕后，应启动液压千斤顶施加接触压力，使整个法向荷载系统结合紧密、接触良好；千斤顶活塞应预留足够行程。6.4.4.3剪切荷载系统安装应符合下列规定：a)在试样加压一侧安装顶压钢板；顶压钢板应垂直预定剪切面，底部应垫设厚度约1.0cm的缝块；缝块两端应紧贴剪切盒；顶压钢板与剪切盒之间宜垫设胶垫；b)安装切向千斤顶及滑块；切向千斤顶施力方向应与预定剪切面平行，并应作用于顶压钢板底部的中间位置；c)切向千斤顶底部应设置后座钢板；后座钢板与试坑壁之间应采用混凝土填实，确保受力可靠；d)安装切向千斤顶时，应使剪切方向与预定推力方向一致，其轴线在剪切面上的投影应通过预定剪切面中心；e)采用平推法时，剪切荷载作用轴线应平行预定剪切面，着力点与剪切面的距离不宜大于剪切方向试样长度的5%;f)采用斜推法时，剪切荷载系统应按预定夹角安装；剪切荷载与法向荷载合力的作用点应位于预定剪切面的中心。6.4.4.4测量系统安装应符合下列规定： 应安装量测试样位移的测表支架；支架应具有足够的刚度，并应牢固安放。支架支点应布置在变形影响范围以外；——应在支架上通过磁性表座依次安装位移测表。在试样对称部位应分别布置切向位移测表和法向位移测表；每侧切向、法向位移测表数量均不宜少于2只；——所有测表及测量标点应严格定向，剪切向测表应平行预定剪切面，法向测表应垂直预定剪切面；——根据需要，可在试样与基岩表面之间布置量测试样相对位移的测表；—测表安装完成后，应调整初始读数至适当位置，并检查各测表量程满足试验位移要求；——测表应采取防水、防潮措施。6.4.4.5试验过程应按下列步骤进行：a)检查荷载与测量系统工作状态，读取并记录各测表初始读数；加载前应复核受力对中情况，法向载荷合力及(或)法向载荷与剪切载荷合力的作用点应位于预定剪切面中心，必要时应调整；b)每个试样应分别施加不同的法向载荷，其值宜按最大法向载荷的等差分级取值；最大法向应力不宜小于预定法向应力，且施加最大法向荷载时不应挤出充填物；c)法向载荷宜分3～5级施加，并宜按时间控制每5min施加一级；每级加载后应立即测读法向位移，5min后再测读一次。加载至最后一级法向载荷后，应在法向位移相对稳定后方可施加剪切载荷。法向位移稳定标准可视充填物的厚度和性质而定，按每10min或15min测读一次，连d)剪切载荷宜按预估最大剪切载荷等分为8～12级逐级施加；当剪切位移增量为e)剪切载荷施加宜采用时间控制，可根据剪切位移发展情况按每10min或15min加载一级；每级量增量，保持法向载荷不变。此时施加于剪切面上的总法向荷载按照公式(11)计算：P——作用于剪切面上的总法向荷载，单位为牛(N);Po——试验开始时作用于剪切面上的总法向荷载，单位为牛(N);α——斜向剪切荷载施力方向与剪切面的夹角，单位为度·剪切位移持续增大未出现明显残余剪切强度，但总剪切位移超过沿试样剪切方向长度的6.4.4.6原位试验记录宜按附录H执行。6.4.5.1平推法按照公式(9)和公式(10)计算各法向载荷下的法向应力和剪切应力。6.4.5.2斜推法按照公式(12)和公式(13)计算各法向载荷下的法向应力和剪切应力：PH——作用于剪切面上的总斜向剪切荷载，单位为牛(N);a——总斜向剪切荷载施力方向与剪切面的夹角，单位为度(°)。6.4.5.3计算得到的法向应力和剪切应力值应保留3位有效数字。6.4.5.4应按试样边长(10cm、30cm、50cm)及法向荷载级分别整理数据，并分别绘制各尺寸试样 各级法向应力条件下剪切应力—剪切位移关系曲线；各级法向应力条件下法向位移—剪切位7.1.1工程抗剪强度应依据现场测试、室内试验或原位试验获得的试样抗剪强7.1.2工程抗剪强度计算时，法向应力的选取应符合6.1.8和6.7.2.1.1根据借小议大方法和现场测试结果，粗糙度系数尺寸效应分维数按照公式(14)计算：JRCn——长度为Ln的试样的粗糙度系数；L10——标准试样长度(取10cm),单位为厘米(cm)。7.2.1.2粗糙度系数尺寸效应分维数预测值按照公式(15)计算：L10——标准试样长度(取10cm),单位为厘米(cm);L₂0长度为20cm的试样长度(为2倍标准试样长度),单位为厘米(cm);L30——长度为30cm的试样长度(为3倍标准试样长度),单位为厘米(cm);L40——长度为40cm的试样长度(为4倍标准试样长度),单位为厘米(cm);D₂0——长度为20cm试样的粗糙度系数尺寸效应分维数；7.2.2.1粗糙度系数尺寸效应率按照公式(16)计算：f—粗糙度系数尺寸效应率；7.2.2.2宜将粗糙度系数尺寸效应率为5%时所对应的试样长度，作为粗糙度系数稳定阈值长度。7.2.2.3滑移面粗糙度系数JRCn*按照公式(17)计算：7.2.2.4滑移面壁岩强度按照公式(18)计算：L10——标准试样长度，单位为厘米(cm);7.2.2.5对于未风化的滑移面，工程抗剪强度按照公式(19)计算：…中——未风化试样基本摩擦角，单位为度(°)。7.2.2.6对于风化的滑移面，工程抗剪强度按照公式(20)计算：7.2.3.1已知滑移面上法向应力实测值时，宜采用切线等效法进行工程抗剪强度参数取值，并——未风化滑移面的摩擦角按照公式(21)计算：φ——滑移面摩擦角，单位为度(°);JCSₙ——滑移面壁岩强度，单位为兆帕(MPa);——未风化试样的基本摩擦角，单位为度(°)。——未风化滑移面的黏聚力按照公式(22)计算：——对于风化的滑移面，应采用残余摩擦角替代公式(21)和(22)中的基本摩擦角，分别计算风——未风化滑移面和风化滑移面的工程抗剪强度分别按照公式(19)和公式(20)试算； L10——标准试样长度(取10cm),单位为厘米(cm)。7.3.1.2抗剪强度尺寸效应分维数预测值按照公式(24)计算：L10——标准试样长度，单位为厘米(cm);L₂0——长度为20cm的试样长度(为2倍标准试样长度),单位为厘米(cm);L30——长度为30cm的试样长度(为3倍标准试样长度),单位为厘米(cm);L40——长度为40cm的试样长度(为4倍标准试样长度),单位为厘米(cm);D₃0——长度为30cm试样的抗剪强度尺寸效应分维数；Dz0——长度为40cm试样的抗剪强度尺寸效应分维数。工程抗剪强度应按照公式(25)计算：7.3.3.1根据获得的不同法向应7.3.3.2