巖土工程師輔導(dǎo)資料：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、防護罩、鉆機及輔助設(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

　　a、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)。

　　b、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。液壓枕與應(yīng)變片的布置見下圖。

　　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。

　　4.試驗成果的分析

　　1) 計算各級解除深度下各應(yīng)變片的應(yīng)變測定值。

　　2) 繪制各應(yīng)變片的應(yīng)變與解除深度關(guān)系曲線。

　　3) 根據(jù)曲線并結(jié)合地質(zhì)條件和試驗情況，

　　選取各應(yīng)變片的應(yīng)變測定值。

　　4)計算巖體的三向應(yīng)力。

　　(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，金剛石鉆頭(φ76mm)，孔底磨平鉆頭及鉆機輔助設(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。

　　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) 鉆孔進行應(yīng)力解除，鉆至10～20cm時停止鉆進，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行E、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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