岩石應力

包括岩體內應力的來源、初始應力(構造應力、自重應力等)、二次應力、附加應力等。初始應力由現場量測決定,常用鑽孔應力解除法和水壓致裂法,有時也用應力恢復法。二次應力和附加應力的計算常用固體力學經典公式,複雜情況下採用數值方法。

基本介紹

  • 中文名:岩石應力
  • 外文名: rock stress
  • 外文名2:residual stress in rock
測試方法
岩石應力測試適用於均質岩體,可採用孔壁、孔底和表面應力測試。用鑽孔岩心法測求三向、雙向應力;用掏槽法測求岩體表面單向應力。
(一)、表面應力測試1、應力解除法1 試驗的適用條件試驗適用於堅硬完整和半堅硬完整的岩體,測量岩體表面的應力狀態;2 試驗的布置測點應布置在不受開挖爆破破壞的岩面。常用的主要設備有:靜態電阻應變儀、應變片(應變花>、惠斯登電橋、防護罩、鑽機及輔助設備、粘結劑及禁止線等。3 試驗的主要技術要求4 試驗成果的分析1) 計算各級解除深度下的應變值εi=εn-εo式中 εi-某一級解除深度的應變值(με);εn-某一級解除深度應變儀讀數(με);εo-應變花初讀數(με)。2) 繪製應變花各應變片的應變值(εi)與相對解除深度(h/D)的關係曲線。2、應力恢復法1 試驗的適用條件同(表面)應力解除法。2 試驗的布置測點布置及應變數測儀及應變片同(表面)應力解除法。應力恢復設備包括液壓枕、油泵及壓力表等。3 試驗的主要技術要求4.試驗成果的分析參照應力解除法計算式計算岩體表面應力。
(二)、孔壁應力測試1、試驗的適用條件試驗適用於地下水位以上、完整或較完整的細粒岩體,用套孔應力解除法測量岩體內某點的三向應力大小和方向。2、試驗的布置3、試驗的主要技術要求1) 用φ130mm鑽頭鑽至預定深度,取出岩芯,磨平孔底。2) 用φ46mm鑽頭同心鑽測孔,同心度(即大、小孔圓心差距)宜小於2mm,孔深約50cm。
(三)、孔底應力測試1、試驗的適用條件試驗適用於地下水位以上完整和較完整的細粒岩體,用孔底面應力解除法測量岩體內某點的平面應力大小和方向。如測求岩體內某點的三向應力狀態,應在同一平面內用三個鑽孔交匯於該點的方法。2、試驗的布置測點的布置要求同孔壁應力測試。主要的設備有:“門塞”應變計及安裝器;靜態電阻應變儀及輔助設備;坑道鑽機,金剛石鑽頭(φ76mm),孔底磨平鑽頭及鑽機輔助設備等。3、試驗的主要技術要求1) 將鑽孔鑽至預定深度後,取出岩芯,觀察節理髮育情況,判明孔底岩體是否滿足測試要求,不能滿足時應繼續鑽進。2) 清除孔底殘留岩芯,用金剛砂細磨鑽頭磨平孔底,並用水沖洗乾淨和高壓風吹乾,再用丙酮擦洗孔底。3) 孔底塗一層環氧樹膠後,用安裝器將檢查合格的應變計(見下圖)送至孔底並貼上好。4)將應變片與應變儀接通、預調平衡,測記初始讀數,連續三次(10min讀一次)讀數小於±5微應變即視為穩定,然後取出安裝器,記取孔深及孔的方位、傾角。5) 鑽孔進行應力解除,鑽至10~20cm時停止鑽進,取出岩芯並清洗乾淨,裝上安裝器,測記解除後的應變穩定讀數。6) 將應變測試獲取的岩芯進行彈性模量E、泊松比μ的室內試驗。

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