應力解除法地應力測量
應力解除法地應力測試,是二十世紀70年代發展起來的能夠測量地下洞室原位應力的有效方法。該方法是2003年國際巖石力學學會試驗方法委員會頒布的確定巖體應力建議方法中所推薦的方法之一。應力解除法一般指空心包體應力解除法,屬于孔壁應變法的一種,為間接法,測試技術成熟,國內外廣泛應用于工程的施工階段。最大的優點是單孔單點可測量巖體的三維地應力,精度高。缺點是鉆孔質量要求嚴格,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、均質和各向同性的彈性體;
(2)基于彈性力學厚壁圓筒理論由應變反求應力。
設備組成:
(1)鉆機及鉆具;
(2)智能數字應變儀;
(3)空心包體應變計;
(4)巖芯圍壓率定儀;
(5)鉆孔定向儀;
(6)安裝桿;
(7)地應力鉆頭;
(8)洗孔器、扶正器等配件;
(9)數據處理軟件。
測試步驟:
(1)檢查測試系統。
(2)鉆孔。固定鉆機,鉆取符合要求的地應力鉆孔。
(3)配制黏結劑。將環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)安裝應變計。將黏結劑倒入應變計的內腔內,插上柱塞固定銷,用帶有定向儀的安裝桿將應變計送至小孔孔底,緩慢推動安裝桿,剪斷固定銷,柱塞將黏結劑擠入應變計與孔壁間的間隙,等待黏結劑固化(約30h左右)。
(5)應變計定向。待膠結劑固化后,記錄鉆孔方位及傾角,通過定向儀記錄應變計轉角。
(6)連接設備。將應變計電纜依次穿過鉆桿孔、鉆機、注水三通,連接智能數字應變儀。
(7)應變儀調零。鉆桿注水,打開應變儀,調試系統,此時應變計讀數會有所變化,預熱15min以上至應變儀讀數穩定后對其調零。
(8)勻速鉆進解除巖芯。每隔30s或每隔1min采集一次應變計讀數,宜采用自動記錄。
(9)停鉆取芯。隨進尺增加讀數趨于平穩,穩定后停止套芯,取出帶有應變計的巖芯。
測試現場: