巖石(巖體)檢測:保障工程安全的核心環節
巖石(巖體)檢測是地質工程、礦山開采、土木建筑及地質災害防治領域的關鍵技術手段。通過對巖石物理性質、力學參數、結構特征及環境響應能力的系統分析,能夠為工程選址、基礎設計、施工方案優化及災害預警提供科學依據。隨著深地開發、隧道工程及新能源項目的快速發展,巖石檢測從傳統的定性描述向定量化、智能化方向演進,其檢測精度直接影響著工程經濟性、結構安全性及環境保護效果。
一、巖石物理性質檢測
通過密度測試、孔隙率測定、吸水率試驗等手段,評估巖石的基本物理特性。X射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)可精確分析礦物成分與微觀結構,為后續力學分析提供基礎數據。飽和密度與干密度的差異直接影響巖體在含水狀態下的穩定性。
二、力學性能檢測項目
包含單軸抗壓強度試驗、三軸壓縮試驗、點荷載試驗及巴西劈裂試驗等,測定抗壓強度、彈性模量、泊松比等核心參數。其中,三軸試驗能模擬地層應力狀態,獲取巖石在不同圍壓下的強度包絡線,對深部工程具有特殊意義。
三、結構面特征分析
采用數字成像技術(如3D激光掃描)定量化測量節理間距、產狀、粗糙度及連通率。結構面統計網絡模擬(DFN)可建立三維裂隙模型,結合RQD指標(巖石質量指標)綜合評價巖體完整度。
四、滲透特性檢測
通過滲透系數測試儀測定巖石的透水能力,結合壓水試驗、注水試驗評價裂隙發育程度。核磁共振(NMR)技術可非破壞性分析孔隙分布特征,對水庫壩基、地下儲庫等工程尤為重要。
五、聲波特性檢測
利用超聲波探測儀測量縱波波速(Vp)和橫波波速(Vs),計算動彈性模量與泊松比。聲發射監測可捕捉巖石破裂過程中的能量釋放特征,為巖爆預測提供預警指標。
六、熱物理性質檢測
測定導熱系數、比熱容及熱膨脹系數,評估地熱開發、核廢料處置等特殊工程中巖石的熱穩定性。差示掃描量熱法(DSC)能精確分析礦物相變溫度點。
七、耐久性試驗
包括凍融循環試驗、干濕交替試驗及化學腐蝕試驗,模擬環境變化對巖石的劣化作用。通過質量損失率、強度衰減率等指標評價巖石的抗風化能力。
八、放射性檢測
使用γ能譜儀測定天然放射性核素(鈾、釷、鉀)含量,在隧道工程、地下空間開發中需重點控制輻射安全限值。
九、原位測試技術
采用鉆孔彈模計、扁千斤頂法、聲波測井等現場測試手段,克服取樣擾動影響。地應力測量(水壓致裂法、套芯法)可獲取原始地應力場數據。
十、數字化檢測技術
基于數字圖像相關(DIC)技術實現全場變形監測,結合CT掃描重構巖石內部損傷演化過程。人工智能算法開始應用于巖體質量分級與參數預測。
現代巖石檢測已形成實驗室測試與現場監測相結合、微觀分析與宏觀評價相補充的技術體系。檢測過程中需嚴格遵循ISO、ASTM、GB等標準規范,綜合運用多學科方法,才能準確揭示巖體的工程響應特性,為各類巖土工程提供可靠的技術保障。

