孔地應(yīng)變法學習資料

孔底應(yīng)變法測量地應(yīng)力主講人：尚曉軍小組成員：黨科科，尚曉軍，高嘉，梁峰立，趙鵬制作單位：采礦1002第三小組制作時間:2012.12.02

3.3.3孔底應(yīng)變法1.CSIR門塞式孔底應(yīng)變計2.CSIR門塞式孔底應(yīng)變計測量步驟3.半球狀孔底應(yīng)變計4.孔底應(yīng)變計計算公式1.CSIR門塞式孔底應(yīng)變計1956年，莫爾（F.MOhr）首次報告了孔底應(yīng)變測量技術(shù)。他將電阻應(yīng)變片片貼在一個磨平的孔底，然后使用延深這個鉆孔的辦法，使粘貼應(yīng)變片的巖石實現(xiàn)應(yīng)力解除再將從孔底取出的帶有應(yīng)變片的這段巖芯拿到實驗室去做加載試驗，從而發(fā)現(xiàn)原先存在于孔底表面的應(yīng)力。南非科學和工業(yè)研究委員會（CSIR）研制的門塞式孔底應(yīng)變計幬是根據(jù)這一原理，但測量過程和莫爾有所不同。CSIR門塞式孔底應(yīng)變計（見圖3－23）的主體是一個橡膠質(zhì)的圓柱體，其端部粘貼著三支電阻應(yīng)變片，相互間隔45度，組成一個直角應(yīng)變花。橡膠圓柱外面有一個硬塑料制的外殼，應(yīng)變片的導線通過插頭連接到應(yīng)變測量儀器上。該應(yīng)變計適用于直徑大于36mm的鉆孔。2.CSIR門塞式孔底應(yīng)變計測量步驟第一步：將孔底磨平打光。第二步：將應(yīng)變計端部涂上膠結(jié)劑，并用專門工具送到孔底，施加壓力帆應(yīng)變計端部和孔底擠壓在一起，直到膠結(jié)劑固化為止，這樣應(yīng)變片也就粘貼在孔底巖石上了。記錄應(yīng)變片在孔底的方位。第三步：將應(yīng)變計導線連接到應(yīng)變測量儀器上，記錄原始應(yīng)變讀數(shù)（一般需調(diào)零）。第四步：進行套孔應(yīng)力解除，解除完后再測讀一次應(yīng)變數(shù)。根據(jù)應(yīng)力解除前后三支應(yīng)變片的讀數(shù)變化即可求出孔底平面的應(yīng)力狀態(tài)。孔底平面的應(yīng)力狀態(tài)和周圍原巖應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系還沒有理論解，只實際中的應(yīng)用。同時，此法也有和孔徑應(yīng)變法相類似的問題，即孔底應(yīng)變測量只有三個方向是獨立的。一孔測量只能給出三個獨立方程，要求解原巖應(yīng)力的六個分量，必須進行互不平行的三個鉆孔的測量。但該法也有自己的優(yōu)點，即它不需很長的套孔巖芯，因而有可能在較為破碎的巖石條件下使用。4.孔底應(yīng)變計計算公式由CSIR門塞式孔底應(yīng)變計測得的三個應(yīng)變值

，

,

（

0，45，90)代表應(yīng)變與ⅹ軸的夾角），那么由下列公式即可求出孔底平面上在未套孔前的應(yīng)力狀態(tài)，(3-34)(3-35)

(3-36)式中，E，v，G分別為庩石的彈性模量、泊松比和剪切模量.4.孔底應(yīng)變計計算公式這里的

，

，

，

并非原巖應(yīng)力場，而是孔底平面上經(jīng)過開挖擾動的次生應(yīng)力場。它們可以由下列公式和原巖應(yīng)力場的六個應(yīng)力分量聯(lián)系起來。4.孔底應(yīng)變計計算公式其中，a，b，c，d四個系數(shù)沒有理論解，只有通過試驗或數(shù)值分析獲得。因此不同的研究者給出了不同的值，古德曼（E..R.Godman）給