應(yīng)力解除法地應(yīng)力測量
應(yīng)力解除法地應(yīng)力測試,是二十世紀70年代發(fā)展起來的能夠測量地下洞室原位應(yīng)力的有效方法。該方法是2003年國際巖石力學(xué)學(xué)會試驗方法委員會頒布的確定巖體應(yīng)力建議方法中所推薦的方法之一。應(yīng)力解除法一般指空心包體應(yīng)力解除法,屬于孔壁應(yīng)變法的一種,為間接法,測試技術(shù)成熟,國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于工程的施工階段。最大的優(yōu)點是單孔單點可測量巖體的三維地應(yīng)力,精度高。缺點是鉆孔質(zhì)量要求嚴格,在巖體破碎或巖芯餅化情況下難以安裝傳感器、難以解除完整巖芯。
基本原理:
(1)假定巖體是連續(xù)、均質(zhì)和各向同性的彈性體;
(2)基于彈性力學(xué)厚壁圓筒理論由應(yīng)變反求應(yīng)力。
設(shè)備組成:
(1)鉆機及鉆具;
(2)智能數(shù)字應(yīng)變儀;
(3)空心包體應(yīng)變計;
(4)巖芯圍壓率定儀;
(5)鉆孔定向儀;
(6)安裝桿;
(7)地應(yīng)力鉆頭;
(8)洗孔器、扶正器等配件;
(9)數(shù)據(jù)處理軟件。
測試步驟:
(1)檢查測試系統(tǒng)。
(2)鉆孔。固定鉆機,鉆取符合要求的地應(yīng)力鉆孔。
(3)配制黏結(jié)劑。將環(huán)氧樹脂膠水與固化劑按配比攪拌均勻,靜置一定時間釋放氣泡;
(4)安裝應(yīng)變計。將黏結(jié)劑倒入應(yīng)變計的內(nèi)腔內(nèi),插上柱塞固定銷,用帶有定向儀的安裝桿將應(yīng)變計送至小孔孔底,緩慢推動安裝桿,剪斷固定銷,柱塞將黏結(jié)劑擠入應(yīng)變計與孔壁間的間隙,等待黏結(jié)劑固化(約30h左右)。
(5)應(yīng)變計定向。待膠結(jié)劑固化后,記錄鉆孔方位及傾角,通過定向儀記錄應(yīng)變計轉(zhuǎn)角。
(6)連接設(shè)備。將應(yīng)變計電纜依次穿過鉆桿孔、鉆機、注水三通,連接智能數(shù)字應(yīng)變儀。
(7)應(yīng)變儀調(diào)零。鉆桿注水,打開應(yīng)變儀,調(diào)試系統(tǒng),此時應(yīng)變計讀數(shù)會有所變化,預(yù)熱15min以上至應(yīng)變儀讀數(shù)穩(wěn)定后對其調(diào)零。
(8)勻速鉆進解除巖芯。每隔30s或每隔1min采集一次應(yīng)變計讀數(shù),宜采用自動記錄。
(9)停鉆取芯。隨進尺增加讀數(shù)趨于平穩(wěn),穩(wěn)定后停止套芯,取出帶有應(yīng)變計的巖芯。
測試現(xiàn)場: