空芯包體應(yīng)力測量方法簡介

1、空芯包體應(yīng)力測量方法簡介空芯包體應(yīng)力測量方法,采用鉆孔套芯應(yīng)力解除法進行,使用KX81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20-4.一、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130mm勺鉆孔,至一定深度時,將孔底磨平,再打一個喇叭孔起導(dǎo)正作用,在大孔中央鉆一個36mm勺測量小孔,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.絕對應(yīng)力測量是在測量小孔外

2、,再用130mnC徑的鉆頭同心鉆進,開挖應(yīng)力解除槽,在鉆進過程中,導(dǎo)線從鉆桿中央穿過,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(fù),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

3、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,通常在單孔中進行屢次測量,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.假設(shè)是平面應(yīng)力計算,可求出最大主應(yīng)力大小及方向和最小主應(yīng)力的大??；假設(shè)是空間應(yīng)力測量,可求出最大、中間、最小主應(yīng)力的大小、方向和傾角.二、KX81型空芯包體式三軸應(yīng)力計

4、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.本貼圖9.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.環(huán)氧樹脂圓筒有一個內(nèi)腔,用來裝粘結(jié)劑,另有一個環(huán)氧樹脂柱塞,如圖10所示.使用時,將圓筒內(nèi)腔7裝滿粘結(jié)劑,然后將柱塞10插入內(nèi)腔約3cm深處,用固定銷8將其固定.柱塞的另一端有一導(dǎo)向定位頭13,以便應(yīng)力計順利安裝在小孔中所需要的位置上.將應(yīng)力計送入鉆孔中預(yù)定位置后,用力推動安裝桿1,可使固定銷切斷,繼續(xù)推進可使粘接劑經(jīng)柱塞小孔11流出,進入應(yīng)力計和小孔孔壁之間的間隙里,經(jīng)過一定的時間,粘接劑固化后,即可進行套芯解除.圖9應(yīng)變花位置分布圖圖中A、B、C為三組應(yīng)變花應(yīng)力計的外徑為35.5mm工作長度為150mm可安裝在直徑為3638mm勺小鉆孔中.應(yīng)力計具有良好的絕緣防水性能.使用EX數(shù)字式電阻應(yīng)變儀進行讀數(shù),最小讀數(shù)為一個微應(yīng)變.量程為2000微應(yīng)變,圖10KX-81型空心包體三軸地應(yīng)力計結(jié)構(gòu)示意圖1-安裝桿；2-定向器導(dǎo)線；3-定向器；4-讀數(shù)電纜；5-定向銷；6-密封圈；7-環(huán)氧樹脂筒；8-空腔,內(nèi)裝粘膠劑；9-固定銷；10-應(yīng)力計與孔壁之間的