應(yīng)力解除法地應(yīng)力測量方法,采用鉆孔套芯應(yīng)力解除法進行,使用KX型空芯包體式三軸應(yīng)力計,它可在單孔中求得該點的三維應(yīng)力狀態(tài),在實驗室中測定的主應(yīng)力誤差為3%,方向誤差為2°- 4°。 一、 鉆孔套芯應(yīng)力解除 套芯應(yīng)力解除法的過程是:在需要測量應(yīng)力的地方,打一個Φ130mm的鉆孔,至一定深度時,將孔底磨平,再打一個喇叭孔(起導正作用),在大孔中心鉆一個Φ36mm的測量小孔,測量孔的深度約為36mm,然后在測孔中安裝測量探頭,探頭引線與孔外測量儀器相接,測得初始值。如果是進行相對值測量,設(shè)備安裝工作就此結(jié)束,此后間隔一段時間再測探頭的數(shù)值,就可測出應(yīng)力隨時間的變化情況。 應(yīng)力測量是在測量小孔外,再用Φ130mm口徑的鉆頭同心鉆進,開挖應(yīng)力解除槽,在鉆進過程中,導線從鉆桿中心穿過,由水節(jié)頭處引出與測量儀器相連,監(jiān)視解除過程中的變化,隨著應(yīng)力解除槽的加深,巖芯逐漸與外界應(yīng)力場相隔離,巖芯發(fā)生彈性恢復,儀器測值隨著發(fā)生變化,直至儀器讀數(shù)不再變化時,停止鉆進,取出巖芯。應(yīng)力解除槽鉆出前后儀器的讀數(shù)差值即為解除讀數(shù)值。 通常每鉆進3cm深,儀器讀數(shù)一次,求得儀器讀數(shù)隨解除深度的變化曲線,稱為應(yīng)力解除曲線。此曲線的變化規(guī)律是判斷原始資料可靠程度的重要依據(jù)之一。 取出帶有測量探頭的完整巖芯后,通常在現(xiàn)場進行圍壓率定試驗。它是將巖芯放進圍壓率定機中,然后在巖芯上施加圍壓,隨著壓力的變化,儀器讀數(shù)也跟著變化,從而作出壓力與儀器讀數(shù)的關(guān)系曲線,稱為率定曲線。此曲線可判斷孔中各探頭是否處于正常工作狀態(tài),有利于我們綜合判定原始資料的可靠性。從率定結(jié)果可以求出巖石的彈性模量和泊松比。 為了取得更接近實際的真值,通常在單孔中進行多次測量,然后進行統(tǒng)計處理分析,盡量減少測量誤差和人為誤差。 根據(jù)現(xiàn)場取得的原始資料,在室內(nèi)進行資料整理,利用最小二乘法進行數(shù)據(jù)處理,求出應(yīng)力狀態(tài)。此過程的計算很繁雜,目前,我們已編制成電子計算機程序,處理就方便多了。若是平面應(yīng)力計算,可求出主應(yīng)力大小及方向和最小主應(yīng)力的大??;若是空間應(yīng)力測量,可求出、中間、最小主應(yīng)力的大小、方向和傾角。 二、 KX型空芯包體式三軸應(yīng)力計的結(jié)構(gòu) 應(yīng)力計是由嵌入環(huán)氧樹脂筒中的12個電阻應(yīng)變片組成的。將三枚應(yīng)變花(每枚應(yīng)變花有四個應(yīng)變片)沿環(huán)氧樹脂筒圓周相隔120°粘貼。然后再用環(huán)氧樹脂澆注外層,使電阻應(yīng)變片嵌在筒壁內(nèi),外層厚度約為0.5mm,在應(yīng)力計的頂部有一個補償應(yīng)變片。 應(yīng)力計的外徑為35.5mm,工作長度為150mm,可安裝在直徑為36—38mm的小鉆孔中。 應(yīng)力計具有良好的絕緣防水性能。