空芯包體應力測量方法簡介

1、空芯包體應力測量方法簡介空芯包體應力測量方法，采用鉆孔套芯應力解除法進行，使用KX81型空芯包體式三軸應力計，它可在單孔中求得該點的三維應力狀態(tài)，在實驗室中測定的主應力誤差為3%,方向誤差為20-4。一、鉆孔套芯應力解除套芯應力解除法的過程是：在需要測量應力的地方，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（起導正作用），在大孔中心鉆一個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，設備安裝工作就此結束，此后間隔一段時間再測探頭的數(shù)值，就可測出應力隨時間的變化情況。絕對應力測量是在測量小

2、孔外，再用130mnC徑的鉆頭同心鉆進，開挖應力解除槽，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，隨著應力解除槽的加深，巖芯逐漸與外界應力場相隔離，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

3、著變化，從而作出壓力與儀器讀數(shù)的關系曲線，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。若是平面應力計算，可求出最大主應力大小及方向和最小主應力的大小；若是空間應力測量，可求出最大、中間、最小主應力的大小、方向和傾角。二、KX81型空芯包體式三軸應力計

4、的結構應力計是由嵌入環(huán)氧樹脂筒中的12個電阻應變片組成的。將三枚應變花（每枚應變花有四個應變片）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，使電阻應變片嵌在筒壁內(nèi)，外層厚度約為0.5mm在應力計的頂部有一個補償應變片。環(huán)氧樹脂圓筒有一個內(nèi)腔，用來裝粘結劑，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向定位頭13,以便應力計順利安裝在小孔中所需要的位置上。將應力計送入鉆孔中預定位置后，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應變花位置分布圖（圖中A、B、C為三組應變花）應力計的外徑為35.5mm工作長度為150mm可安裝在直徑為3638mm勺小鉆孔中。應力計具有良好的絕緣防水性能。使用EX數(shù)字式電阻應變儀進行讀數(shù)，最小讀數(shù)為一個微應變。量程為2000微應變,圖10KX-81型空心包體三軸地應力計結構示意圖1-安裝桿；2-定向器導線；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-應力計與