2018年巖土工程師專業(yè)知識巖石應(yīng)力測試
巖石應(yīng)力測試
巖石應(yīng)力測試適用于均質(zhì)巖體,可采用孔壁、孔底和表面應(yīng)力測試。用鉆孔巖心法測求三向、雙向應(yīng)力;用掏槽法測求巖體表面單向應(yīng)力。
(一)、表面應(yīng)力測試
1、應(yīng)力解除法
1 試驗的適用條件
試驗適用于堅硬完整和半堅硬完整的巖體,測量巖體表面的應(yīng)力狀態(tài);
2 試驗的布置
測點應(yīng)布置在不受開挖爆破破壞的巖面。
常用的主要設(shè)備有:靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、應(yīng)變片(應(yīng)變花>、惠斯登電橋、防護(hù)罩、鉆機(jī)及輔助設(shè)備、粘結(jié)劑及屏蔽線等。
3 試驗的主要技術(shù)要求
4 試驗成果的分析
1) 計算各級解除深度下的應(yīng)變值
εi=εn-εo
式中 εi-某一級解除深度的應(yīng)變值(με);
εn-某一級解除深度應(yīng)變儀讀數(shù)(με);
εo-應(yīng)變花初讀數(shù)(με)。
2) 繪制應(yīng)變花各應(yīng)變片的應(yīng)變值(εi)與相對解除深度(h/D)的關(guān)系曲線。
2、應(yīng)力恢復(fù)法
1 試驗的適用條件同(表面)應(yīng)力解除法。
2 試驗的布置
測點布置及應(yīng)變量測儀及應(yīng)變片同(表面)應(yīng)力解除法。應(yīng)力恢復(fù)設(shè)備包括液壓枕、油泵及壓力表等。
3 試驗的主要技術(shù)要求
4.試驗成果的分析
參照應(yīng)力解除法計算式計算巖體表面應(yīng)力。
(二)、孔壁應(yīng)力測試
1、試驗的適用條件
試驗適用于地下水位以上、完整或較完整的細(xì)粒巖體,用套孔應(yīng)力解除法測量巖體內(nèi)某點的三向應(yīng)力大小和方向。
2、試驗的布置
3、試驗的主要技術(shù)要求
1) 用φ130mm鉆頭鉆至預(yù)定深度,取出巖芯,磨平孔底。
2) 用φ46mm鉆頭同心鉆測孔,同心度(即大、小孔圓心差距)宜小于2mm,孔深約50cm.
(三)、孔底應(yīng)力測試
1、試驗的適用條件
試驗適用于地下水位以上完整和較完整的細(xì)粒巖體,用孔底面應(yīng)力解除法測量巖體內(nèi)某點的平面應(yīng)力大小和方向。如測求巖體內(nèi)某點的三向應(yīng)力狀態(tài),應(yīng)在同一平面內(nèi)用三個鉆孔交匯于該點的方法。
2、試驗的布置
測點的布置要求同孔壁應(yīng)力測試。
主要的設(shè)備有:“門塞”應(yīng)變計及安裝器;靜態(tài)電阻應(yīng)變儀及輔助設(shè)備;坑道鉆機(jī),金剛石鉆頭(φ76mm),孔底磨平鉆頭及鉆機(jī)輔助設(shè)備等。
3、試驗的主要技術(shù)要求
1) 將鉆孔鉆至預(yù)定深度后,取出巖芯,觀察節(jié)理發(fā)育情況,判明孔底巖體是否滿足測試要求,不能滿足時應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)。
2) 清除孔底殘留巖芯,用金剛砂細(xì)磨鉆頭磨平孔底,并用水沖洗干凈和高壓風(fēng)吹干,再用丙酮擦洗孔底。
3) 孔底涂一層環(huán)氧樹膠后,用安裝器將檢查合格的應(yīng)變計(見下圖)送至孔底并粘貼好。
4) 將應(yīng)變片與應(yīng)變儀接通、預(yù)調(diào)平衡,測記初始讀數(shù),連續(xù)三次(10min讀一次)讀數(shù)小于±5微應(yīng)變即視為穩(wěn)定,然后取出安裝器,記取孔深及孔的方位、傾角。
5) 鉆孔進(jìn)行應(yīng)力解除,鉆至10~20cm時停止鉆進(jìn),取出巖芯并清洗干凈,裝上安裝器,測記解除后的應(yīng)變穩(wěn)定讀數(shù)。
6) 將應(yīng)變測試獲取的巖芯進(jìn)行彈性模量E.泊松比μ的室內(nèi)試驗。
測試的工作程序見下圖。a-孔底磨平;b-粘貼應(yīng)變計;c-套孔應(yīng)力解除;d-取出巖芯。
4 試驗成果的分析
1) 計算各應(yīng)變片的解除應(yīng)變測點值。
2) 計算巖體的三向應(yīng)力,計算方法參見有關(guān)專業(yè)書籍。
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