現(xiàn)場(chǎng)直剪剪切試驗(yàn)與巖體原位應(yīng)力測(cè)試

9.1概述

9現(xiàn)場(chǎng)直剪剪切試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)試巖體的抗剪強(qiáng)度（c,φ）和剪切剛度系數(shù)，其試驗(yàn)結(jié)果較室內(nèi)巖塊試驗(yàn)更符合實(shí)際情況。試驗(yàn)分類按試驗(yàn)對(duì)象分：巖體本身的直剪試驗(yàn)、巖體沿軟弱結(jié)構(gòu)面的直剪試驗(yàn)、巖體與混凝土接觸面的直剪試驗(yàn)

根據(jù)加荷情況及剪切破壞面情況分：試體在法向應(yīng)力作用下沿剪切面剪切破壞的抗剪斷試驗(yàn)；試體剪斷后沿剪切面繼續(xù)剪切的抗剪試驗(yàn)（也稱摩擦試驗(yàn)）及法向應(yīng)力為零時(shí)對(duì)試體進(jìn)行剪切的抗切試驗(yàn)。

按剪切荷載施加的不同方式分：平推法試驗(yàn)和斜推法試驗(yàn)。平推法——剪切荷載平行于剪切面斜推法——剪切荷載與剪切面成一定角度9.2試驗(yàn)原理根據(jù)庫(kù)侖定律（1776），有式中τf——剪切破壞面上的剪應(yīng)力（kPa），即巖土體的抗剪強(qiáng)度；σ——破壞面上的法向應(yīng)力（kPa）；C——巖土體的內(nèi)聚力（kPa）；φ——巖土體的內(nèi)摩擦角（°）。依據(jù)不同σ下測(cè)得的τf就可求出相應(yīng)的C、φ值。平推法：

F—剪切面面積（mm2）

斜推法：9.3試驗(yàn)設(shè)備（1）試體制備設(shè)備：手風(fēng)鉆（或切石機(jī)）、模具、人工開挖工具各l套。切石機(jī)、模具應(yīng)符合試體尺寸要求。（2）加載設(shè)備：液壓千斤頂（或液壓鋼枕）2套以上，出力容量根據(jù)試驗(yàn)要求確定，行程≥70mm。液壓泵（手動(dòng)或電動(dòng)）附壓力表、高壓油管、測(cè)力計(jì)等，與液壓千斤頂（或液壓鋼枕）配套使用。（3）傳力設(shè)備：傳力柱（木、鋼或砼制品）、鋼墊塊（板）、高壓膠管、滾軸排。傳力柱宜具足夠的剛度。在露天或基坑試驗(yàn)時(shí)須使用巖錨、鋼索、螺夾或鋼梁等反力裝置。（4）測(cè)量設(shè)備：百分表（量程≥50mm）、千分表（量程≥2～50mm），每種不少于6塊、對(duì)應(yīng)數(shù)量的磁性表座和萬能表架、測(cè)量標(biāo)點(diǎn)、量表支架（≥2）。支桿長(zhǎng)度應(yīng)超過試驗(yàn)影響范圍。

（a）：1—砂漿頂板；2—墊板；3—傳力柱；4—壓力表；5—混凝土試體；6—混凝土后座；7—液壓千斤頂；8—傳力塊；9—滾軸徘；10—接液壓泵；11—垂直位移測(cè)表；12—測(cè)量標(biāo)點(diǎn)；13—水平位移測(cè)表；14—試體受力簡(jiǎn)圖（b）：1、2、3、4、14同（a）；5—液壓千斤頂；6—混凝土試體；7—傳力塊；8—滾軸排；9—垂直位移測(cè)表；10—測(cè)量標(biāo)點(diǎn)；11—水平位移測(cè)表；12—混凝土后座；13—接液壓泵在試體兩側(cè)的對(duì)稱部位分別安裝測(cè)量切向位移和法向位移（絕對(duì)位移）的測(cè)表，每側(cè)法向、切向位移測(cè)表均不得少于2只。

9.4試驗(yàn)方法及技術(shù)要求

9.4.1試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作地質(zhì)描述（1）試驗(yàn)段開挖、試體制備方法及出現(xiàn)的問題；（2）試點(diǎn)編號(hào)、位置、尺寸；（3）試段編號(hào)、位置、高程、方位、深度、硐斷面形狀和尺寸；（4）巖石名稱、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、主要礦物成分等；

（5）結(jié)構(gòu)面的分布特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)面性質(zhì)（產(chǎn)狀、成因、類型、寬度、延伸性和連續(xù)性、結(jié)構(gòu)面壁強(qiáng)度、起伏情況）、組合關(guān)系等；（6）充填物性質(zhì)（類型、厚度、礦物成分、顆粒組成、泥化、軟化、風(fēng)化程度和含水狀態(tài)等）；（7）巖體的完整程度、風(fēng)化程度、風(fēng)化特點(diǎn)、風(fēng)化深度等；（8）水文地質(zhì)條件（地下水類型、化學(xué)成分、活動(dòng)規(guī)律、出露位置等）;（9）試驗(yàn)地段地質(zhì)橫縱工程地質(zhì)剖面圖、地質(zhì)素描圖、鉆孔柱狀圖、試體展示圖等。試體體制制備備（1）在在巖巖體體的的預(yù)預(yù)定定部部位位加加工工試試體體，，試試體體宜宜加加工工成成方方形形體體（（或或楔楔形形體體））；；每每組組試試體體數(shù)數(shù)量量不不宜宜少少于于5個(gè)，，并并應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能處處在在同同一一高高程程上上。。開開挖挖時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)盡盡量量減減少少對(duì)對(duì)試試體體的的擾擾動(dòng)動(dòng)和和破破壞壞。。（2）試試體體剪剪切切面面積積不不宜宜小小于于2500cm2，最最小小邊邊長(zhǎng)長(zhǎng)不不宜宜小小于于50cm，試試體體高高度度不不宜宜小小于于最最小小邊邊長(zhǎng)長(zhǎng)的的2/3(或1/2-工程程巖巖體體試試驗(yàn)驗(yàn)方方法法標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn))。試試體體間間距距宜宜大大于于試試體體最最小小邊邊長(zhǎng)長(zhǎng)1.5倍，，以以免免試試驗(yàn)驗(yàn)過過程程中中相相互互影影響響和和便便于于試試體體制制備備和和設(shè)設(shè)備備安安裝裝。。（3）試試體體的的推推力力部部位位應(yīng)應(yīng)留留有有安安裝裝千千斤斤頂頂?shù)牡淖阕銐驂蚩湛臻g間，，平平推推法法應(yīng)應(yīng)開開挖挖千千斤斤頂頂槽槽。。剪剪切切面面周周圍圍的的巖巖體體應(yīng)應(yīng)大大致致鑿鑿平平，，浮浮渣渣應(yīng)應(yīng)清清除除干干凈凈。。（4）平平推推法法的的推推力力方方向向宜宜與與工工程程巖巖體體的的受受力力方方向向一一致致。。斜斜推推法法的的推推力力中中心心線線與與剪剪切切面面夾夾角角α宜為為12°°～17°°。（5）對(duì)對(duì)加加壓壓過過程程可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)破破裂裂或或松松動(dòng)動(dòng)的的試試體體，，應(yīng)應(yīng)澆澆筑筑鋼鋼筋筋混混凝凝土土保保護(hù)護(hù)套套或或采采取取其其它它保保護(hù)護(hù)措措施施，，保保護(hù)護(hù)套套應(yīng)應(yīng)有有足足夠夠的的強(qiáng)強(qiáng)度度和和剛剛度度，，頂頂面面應(yīng)應(yīng)平平行行預(yù)預(yù)定定剪剪切切面面，，底底部部應(yīng)應(yīng)在在預(yù)預(yù)定定剪剪切切面面的的上上部部邊邊緣緣；；水水泥泥砂砂漿漿和和混混凝凝土土應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)行行養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)。。（6）根根據(jù)據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求，，對(duì)對(duì)試試體體保保持持天天然然含含水水量量或或浸浸水水飽飽和和。。試驗(yàn)驗(yàn)布布置置方方案案資料料準(zhǔn)準(zhǔn)備備（1）斜斜推推法法試試驗(yàn)驗(yàn)斜推推法法正正應(yīng)應(yīng)力力是是保保持持常常數(shù)數(shù)還還是是變變數(shù)數(shù)的的問問題題。。在在國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)，，用用3種方方式式處處理理：：1）隨隨著著斜斜向向荷荷載載的的施施加加，，同同步步減減小小垂垂直直壓壓力力表表讀讀數(shù)數(shù)，，使使剪剪切切面面上上的的正正應(yīng)應(yīng)力力在在整整個(gè)個(gè)剪剪切切過過程程中中始始終終保保持持常常數(shù)數(shù)。。2）在在施施加加斜斜向向荷荷載載時(shí)時(shí)，，始始終終不不調(diào)調(diào)整整垂垂直直壓壓力力表表讀讀數(shù)數(shù)（（實(shí)實(shí)際際上上垂垂直直壓壓力力表表讀讀數(shù)數(shù)在在增增加加）），，此此時(shí)時(shí)剪剪切切面面上上的的正正應(yīng)應(yīng)力力是是變變數(shù)數(shù)。。3）在施加加斜向荷荷載時(shí)，，同步調(diào)調(diào)整垂直直壓力表表讀數(shù)，，使壓力力表讀數(shù)數(shù)始終保保持在初初始讀數(shù)數(shù)上。此此時(shí)加于于試體上上的正應(yīng)應(yīng)力也是是變數(shù)。。1）方法－－常正應(yīng)力力法，2）及3）方法－－變正應(yīng)力力法?，F(xiàn)行規(guī)規(guī)范規(guī)定定按常正正應(yīng)力法法試驗(yàn)。。為此，，在試驗(yàn)驗(yàn)前，就就要求設(shè)設(shè)計(jì)出試試體應(yīng)施施加多大大的垂直直荷載和和斜向荷荷載，才才能使試試驗(yàn)順利利進(jìn)行。。試驗(yàn)前，，預(yù)先按按下式預(yù)預(yù)估試體體剪壞時(shí)時(shí)的斜向向總荷載載：試驗(yàn)時(shí)，，將斜向向推力Qmax分級(jí)施加加直至剪剪斷。為為保持剪剪切面上上的法向向應(yīng)力始始終不變變，應(yīng)同同步減少少由斜向向推力所所引起的的垂直荷荷載的增增加量。。同步加加減的荷荷載按下下式計(jì)算算：試驗(yàn)前，，還應(yīng)估估算出剪剪切面上上的最小小正應(yīng)力力σmin，防止因因同步減減少垂直直荷載而而發(fā)生法法向應(yīng)力力為負(fù)數(shù)數(shù)的情況況出現(xiàn)。。σmin按下式計(jì)計(jì)算：（2）平推法法試驗(yàn)在試驗(yàn)前前，同樣樣需對(duì)最最大剪切切荷載Qmax進(jìn)行估算算。在極極限平衡衡狀態(tài)下下，剪切切面上的的應(yīng)力條條件符合合摩爾-庫(kù)侖公式式：9.4.2試驗(yàn)技術(shù)術(shù)要求1．試驗(yàn)開開始前準(zhǔn)準(zhǔn)備根據(jù)對(duì)千千斤頂（（或液壓壓枕）作作的率定定曲線和和試體剪剪切面面面積，計(jì)計(jì)算施加加的荷載載和壓力力表讀數(shù)數(shù)。檢查查各測(cè)表表的工作作狀態(tài)，，測(cè)讀初初始讀數(shù)數(shù)。2．施加垂垂直荷載載（1）在每個(gè)個(gè)試體上上分別施施加不同同的垂直直荷載，，其值為為最大法法向荷載載的等分分值，最最大垂直直應(yīng)力以以不小于于設(shè)計(jì)法法向應(yīng)力力為宜。。當(dāng)剪切切面有軟軟弱充填填物時(shí)，，最大法法向應(yīng)力力應(yīng)以不不擠出充充填物為為限。（2）每個(gè)試試體分4～5級(jí)施加其其垂直荷荷載。每每隔5min加一次，，0min、5min分別讀一一次數(shù)。。在最后后一級(jí)法法向荷載載作用下下，法向向位移應(yīng)應(yīng)相對(duì)穩(wěn)穩(wěn)定后（（各測(cè)表表的連續(xù)續(xù)兩次垂垂直變形形讀數(shù)差差不超過過0.0lmm），再施施加剪切切荷載。。對(duì)于軟弱弱夾層，，在加到到預(yù)定的的垂直荷荷載后，，低塑性性軟弱夾夾層每隔隔10min，高塑性性軟弱夾夾層每隔隔15min，讀一次次垂直變變形。當(dāng)當(dāng)兩次變變形讀數(shù)數(shù)差小于于0.05mm時(shí)，即視視為已穩(wěn)穩(wěn)定，施施加荷載載的容許許誤差為為±2％。各試體的的垂直荷荷載達(dá)預(yù)預(yù)定值后后，整個(gè)個(gè)試驗(yàn)中中應(yīng)保持持不變。。3．施加剪剪切荷載載（1）剪切荷載載按預(yù)估估的最大大值分8～12級(jí)施加，如發(fā)生生后一級(jí)級(jí)荷載的的水平變變形為前前一級(jí)的的1.5倍以上時(shí)時(shí)，應(yīng)減減荷按4％～5％施加。。（2）試驗(yàn)過過程中法向應(yīng)力力應(yīng)始終終保持為為常數(shù)。采用斜推推法時(shí)，應(yīng)應(yīng)同步降低低因施加剪剪切荷載而而產(chǎn)生的法法向分量的的增量，保保持法向荷荷載不變。。（3）剪切荷載一一般按每5min加載一級(jí)，，施加前后后對(duì)法向和和切向位移移測(cè)表各測(cè)測(cè)讀一次。。接近剪斷時(shí)時(shí)，應(yīng)加密密測(cè)讀荷載載和位移，，峰值前不不得少于l0組讀數(shù)。當(dāng)當(dāng)剪切面為為有充填的的結(jié)構(gòu)面時(shí)時(shí)，應(yīng)根據(jù)據(jù)剪切位移移的大小，，每隔10min或15min加荷一次。。加荷前后后均須測(cè)讀讀各測(cè)表的的讀數(shù)。（4）試體被剪剪斷時(shí)，測(cè)測(cè)讀剪切荷荷載峰值。。根據(jù)需要要可繼續(xù)施施加剪切荷荷載，直到到測(cè)出大致致相等的剪剪切荷載值值為止（表表現(xiàn)為剪切切荷載趨于于穩(wěn)定）。。（5）當(dāng)剪切荷荷載無法穩(wěn)穩(wěn)定或剪切切位移明顯顯增大時(shí)，，應(yīng)測(cè)讀剪剪切荷載峰峰值。在剪剪切荷載緩緩慢退至零零的過程中中，法向應(yīng)應(yīng)力應(yīng)保持持常數(shù)，測(cè)測(cè)讀試體回回彈位移讀讀數(shù)。（6）對(duì)于軟弱夾夾層，低塑性?shī)A夾層按l0％、高塑性性?shī)A層按5％的最大預(yù)預(yù)估荷載分分級(jí)等量施施加。加荷荷后每10min讀一次數(shù)，，l0min內(nèi)變形<0.1mm/min時(shí)，即視為為穩(wěn)定，施施加下一級(jí)級(jí)荷載，至至剪斷。（7）抗剪斷試試驗(yàn)完畢后后用同樣方方法沿剪斷斷面進(jìn)行抗抗剪試驗(yàn)（（摩擦試驗(yàn)驗(yàn)）。如有有必要，可可在不同的的垂直荷載載下進(jìn)行重重復(fù)摩擦（（即單點(diǎn)摩摩擦）試驗(yàn)驗(yàn)。4．試驗(yàn)記錄錄（1）試驗(yàn)前記記錄以下內(nèi)內(nèi)容：工程程名稱、巖巖石名稱、、試體編號(hào)號(hào)、試體位位置、試驗(yàn)驗(yàn)方法、混混凝的強(qiáng)度度、剪切面面面積、測(cè)測(cè)表布置、、法向荷載載、剪切荷荷載、法向向位移、剪剪切位移、、試驗(yàn)人員員、試驗(yàn)日日期。（2）試驗(yàn)過程程中，對(duì)加加載設(shè)備和和測(cè)表使用用情況、試試體發(fā)出的的響聲、混混凝土和巖巖體出現(xiàn)松松動(dòng)、掉塊塊和裂縫開開裂等現(xiàn)象象，均應(yīng)作作詳細(xì)描述述和記錄。。（3）試驗(yàn)結(jié)束束后，翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)試體，測(cè)測(cè)量實(shí)際剪剪切面面積積。詳細(xì)記記錄剪切面面的破壞情情況、破壞壞方式、擦擦痕的分布布、方向及及長(zhǎng)度。應(yīng)應(yīng)描述巖體體、混凝土土內(nèi)局部被被剪斷的部部位和大小小、剪切面面上碎屑物物質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)和分布。。對(duì)結(jié)構(gòu)面面中的充填填物，應(yīng)詳詳細(xì)記述其其組成成分分、性質(zhì)、、厚度等。。測(cè)定剪切切面的起伏伏差，繪制制沿剪切方方向斷面高高度的變化化曲線。繪繪制剪切面面素描圖并并作剪切面面等高線圖圖。計(jì)算法向和和剪切應(yīng)力力繪制試驗(yàn)曲曲線（1）根據(jù)同一一組直剪試試驗(yàn)結(jié)果，，繪制各法法向應(yīng)力下下的剪應(yīng)力力與剪切位位移或法向向位移的關(guān)關(guān)系曲線。。（2）根據(jù)上述述曲線確定定各階段特特征點(diǎn)：如如線性比例例極限、屈屈服點(diǎn)、屈屈服強(qiáng)度或或剪切過程程中垂直和和側(cè)向位移移定出的剪剪脹點(diǎn)和剪剪脹強(qiáng)度等等。（3）繪制法向向應(yīng)力與比比例強(qiáng)度、、屈服強(qiáng)度度、峰值強(qiáng)強(qiáng)度、殘余余強(qiáng)度的曲曲線，按庫(kù)庫(kù)侖表達(dá)式式確定相應(yīng)應(yīng)的C、φ值。9.5資料整理與與分析剪應(yīng)力-剪切位移曲曲線剪應(yīng)力與垂垂直壓應(yīng)力力關(guān)系曲線線—混凝土與巖巖石膠結(jié)面面試驗(yàn)結(jié)果果—巖石結(jié)構(gòu)面面或軟弱巖巖石面試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果對(duì)軟弱結(jié)構(gòu)構(gòu)面試驗(yàn)應(yīng)求出結(jié)構(gòu)構(gòu)面的基本本摩擦角與與有效爬坡坡面（擴(kuò)張張角）。剪切剛度系系數(shù)的確定定需要時(shí)，按按下式確定定剪切剛度度系數(shù)ks（KN/m3）：10.1概述10巖體原位應(yīng)應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)?zāi)康膸r體應(yīng)力現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的的目的是了了解巖體中中存在的應(yīng)應(yīng)力大小和和方向，從從而為分析析巖體工程程的受力狀狀態(tài)以及為為巖體加固固支護(hù)提供供依據(jù)。巖巖體應(yīng)力力測(cè)量還是是預(yù)報(bào)巖體體失穩(wěn)破壞壞以及預(yù)報(bào)報(bào)巖爆的有有力工具。。巖體應(yīng)力測(cè)測(cè)量可以分分為巖體初初始應(yīng)力測(cè)測(cè)量和地下下工程應(yīng)力力分布測(cè)量量，前者是是為了測(cè)定定巖體初始始地應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)，后者則則是為了測(cè)測(cè)定巖體開開挖后引起起的應(yīng)力重重分布狀況況。按測(cè)試的不不同部位，，分為表面面法和孔內(nèi)內(nèi)法。按測(cè)試的物物理量，分分為直接測(cè)量法法和間接測(cè)量法法兩大類。按測(cè)試用的的元件，分分為機(jī)械式式、電阻式式和電感式式三種。按測(cè)試時(shí)巖巖體中應(yīng)力力的改變狀狀態(tài)，分為為應(yīng)力解除除法和應(yīng)力力恢復(fù)法。。按測(cè)試手段段的不同，，將在實(shí)際際測(cè)量中使使用過的測(cè)測(cè)量方法分分為構(gòu)造法法、變形法法、電磁法法、地震法法和放射性性法5大類。按測(cè)試原理理的不同，，分為應(yīng)力力恢復(fù)法、、應(yīng)力解除除法、應(yīng)變變恢復(fù)法、、應(yīng)變解除除法、水壓壓致裂法、、聲發(fā)射法法、X射線法、重重力法共8類。試驗(yàn)分類直接測(cè)量法法是由測(cè)量?jī)x儀器直接測(cè)測(cè)量和記錄錄各種應(yīng)力力的量，如如補(bǔ)償應(yīng)力力、恢復(fù)應(yīng)應(yīng)力、平衡衡應(yīng)力，并并由這些應(yīng)應(yīng)力量和原原巖應(yīng)力的的相互關(guān)系系，通過計(jì)計(jì)算獲得原原巖應(yīng)力值值。扁千斤斤頂法、水水壓致裂法法、剛性包包體應(yīng)力計(jì)計(jì)法和聲發(fā)發(fā)射法均屬屬直接測(cè)量量法。其中中，水壓致致裂法目前前應(yīng)用最為為廣泛，聲聲發(fā)射法次次之。間接測(cè)量法法不是直接測(cè)測(cè)量巖體的的應(yīng)力量，，而是借助助傳感元件件或某些介介質(zhì)，測(cè)量量和記錄巖巖體中某些些與應(yīng)力有有關(guān)的間接接物理量的的變化，如如巖體中的的變形或應(yīng)應(yīng)變，巖體體的密度、、滲透性、、吸水性、、電阻、電電容的變化化，彈性波波傳播速度度的變化等等，然后由由測(cè)得的間間接物理量量的變化，，通過已知知的公式計(jì)計(jì)算巖體中中的應(yīng)力值值。根據(jù)《巖土工程勘勘察規(guī)范》（GB50021-2001）的有關(guān)規(guī)規(guī)定，應(yīng)力力解除法中中的孔壁應(yīng)應(yīng)變法、孔孔徑變形法法和孔底應(yīng)應(yīng)變法是巖巖體原位應(yīng)應(yīng)力測(cè)試的的推薦方法法，這幾種種方法都適適用于無水水、完整或或較完整巖巖體的應(yīng)力力量測(cè)。本章主要介介紹孔壁應(yīng)變法法。10.2試驗(yàn)原理孔壁應(yīng)變法法、孔徑變變形法和孔孔底應(yīng)變法法屬于應(yīng)力力解除法，，它的基本本原理是：：假定巖體體為均質(zhì)的的、連續(xù)的的、各向同同性的彈性性介質(zhì)，利利用試驗(yàn)方方法求得其其彈性模量量和泊松比比μ。當(dāng)需要測(cè)測(cè)定巖體中中某一點(diǎn)的的應(yīng)力狀態(tài)態(tài)時(shí)，人為為地將該點(diǎn)點(diǎn)的巖體單單元與其基基巖分離，，此時(shí)巖體體單元上所所受的應(yīng)力力將被解除除，同時(shí)該該單元體的的幾何尺寸寸將產(chǎn)生彈彈性恢復(fù)。。應(yīng)用一定定的儀器（（測(cè)試元件件）測(cè)得這這種彈性恢恢復(fù)的數(shù)值值，最后根根據(jù)彈性理理論公式計(jì)計(jì)算出該點(diǎn)點(diǎn)的原始應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)。。應(yīng)力力解解除除法法示示意意圖圖10.3試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)備備測(cè)量量?jī)x儀表表和和安安裝裝設(shè)設(shè)備備：電電阻阻應(yīng)應(yīng)變變儀儀（（附附預(yù)預(yù)調(diào)調(diào)平平衡衡箱箱）），，安安裝裝桿桿及及安安裝裝器器，，孔孔壁壁孔孔端端清清洗洗器器及及烘烘干干器器，，水水平平及及垂垂直直定定向向裝裝置置，，圍圍巖巖率率定定器器，，穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電源源設(shè)設(shè)備備。。鉆孔孔設(shè)設(shè)備備：坑坑道道鉆鉆機(jī)機(jī)及及配配套套的的巖巖心心管管、、鉆鉆桿桿等等器器材材，，與與應(yīng)應(yīng)變變計(jì)計(jì)型型號(hào)號(hào)配配套套的的金金剛剛石石鉆鉆頭頭、、合合金金鉆鉆頭頭、、擴(kuò)擴(kuò)孔孔器器、、孔孔底底磨磨平平鉆鉆頭頭和和錐錐形形鉆鉆頭頭等等。。應(yīng)變變計(jì)計(jì)方法儀器鉆孔孔壁應(yīng)變測(cè)試法孔壁應(yīng)變計(jì)（鉆孔三叉應(yīng)變計(jì)、空心包體式三向應(yīng)變計(jì)）孔徑變形法孔徑變形計(jì)（壓磁應(yīng)力計(jì)、孔徑變形計(jì)）孔底應(yīng)變法孔底應(yīng)變計(jì)三叉叉式式應(yīng)應(yīng)變變計(jì)計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖1-導(dǎo)向向塊塊；；2-橡皮皮叉叉；；3-16芯插插頭頭與與插插座座；；4-金屬屬殼殼；；5-橡皮皮塞塞；；6-電纜纜；；7-楔頭頭；；8-補(bǔ)償償鉆孔孔三三叉叉應(yīng)應(yīng)變變計(jì)計(jì)因因直直接接在在孔孔壁壁上上貼貼應(yīng)應(yīng)變變片片，，要要求求孔孔壁壁干干燥燥，，故故適適用用于于地地下下水水位位以以上上完完整整、、較較完完整整細(xì)細(xì)粒粒結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的巖巖體體，，孔孔深深不不宜宜超超過過20m。為為排排除除孔孔內(nèi)內(nèi)積積水水，，鉆鉆孔孔宜宜向向上上傾傾斜斜3°°~5°°?？招男陌w體式式三三向向應(yīng)應(yīng)變變計(jì)計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖1-安裝裝桿桿；；2-定向向器器導(dǎo)導(dǎo)線線；；3-定向向器器；；4-讀數(shù)數(shù)電電纜纜；；5-定向向銷銷；；6-密封封圈圈；；7-環(huán)氧氧樹樹脂脂筒筒；；8-空腔腔；；9-固定定銷銷；；10-應(yīng)變變計(jì)計(jì)與與孔孔壁壁之之間間的的孔孔隙隙；；11-栓塞塞；；12-巖石石鉆鉆孔孔；；13-出膠膠小小孔孔；；14-接頭頭；；15-導(dǎo)向向頭頭；；16-應(yīng)變變叢叢10.4試驗(yàn)過過程1．試驗(yàn)驗(yàn)孔鉆鉆進(jìn)先用大大孔徑徑合金金鉆頭頭開孔孔。鉆鉆至預(yù)預(yù)定深深度，，取出出巖芯芯，仔仔細(xì)觀觀察節(jié)節(jié)理、、裂隙隙發(fā)育育情況況，進(jìn)進(jìn)行地地質(zhì)描描述。。鉆孔孔一般般上傾傾2°~5°°，以便便排水水排渣渣。2．孔底底磨平平檢查孔孔底有有無殘殘留巖巖芯，，如有有且長(zhǎng)長(zhǎng)度在在10cm以上，，應(yīng)設(shè)設(shè)法取取出。。用針針狀合合金平平鉆頭頭，對(duì)對(duì)孔底底進(jìn)行行粗磨磨。用用金剛剛石或或砂輪輪磨平平鉆頭頭，對(duì)對(duì)孔底底再進(jìn)進(jìn)行細(xì)細(xì)磨。。隨后后用錐錐形鉆鉆頭打打喇叭叭口。。3．中心心測(cè)孔孔鉆進(jìn)進(jìn)測(cè)孔用用小孔孔徑鉆鉆頭鉆鉆進(jìn)。。要求求測(cè)孔孔與解解除孔孔（大大孔））同心心，同同心度度宜小小于2mm，深度度50cm左右。。用卡卡簧或或管卡卡扭斷斷巖心心，取取出后后進(jìn)行行地質(zhì)質(zhì)描述述。鉆鉆進(jìn)時(shí)時(shí)應(yīng)均均勻施施力，，全孔孔要求求一個(gè)個(gè)鉆頭頭連續(xù)續(xù)鉆進(jìn)進(jìn)至終終孔。。如孔孔壁達(dá)達(dá)不到到要求求，須須采用用金剛剛石擴(kuò)擴(kuò)孔器器擴(kuò)孔孔。當(dāng)當(dāng)巖芯芯破碎碎時(shí)，，應(yīng)重重復(fù)操操作，，直至至找到到完整整巖芯芯。4．清洗洗測(cè)孔孔先用清清水沖沖洗測(cè)測(cè)孔孔孔壁和和大孔孔孔底底巖面面，隨隨后用用高壓壓風(fēng)吹吹干（（或用用電阻阻絲式式烘烤烤器烘烘干，，注意意溫度度不宜宜太高高）。。用紗紗布包包扎脫脫脂棉棉，纏纏繞在在安裝裝桿上上，浸浸以丙丙酮，，往返返擦洗洗，直直到脫脫脂棉棉上看看不出出有污污垢物物為止止。5．測(cè)測(cè)試試元元件件安安裝裝及及讀讀數(shù)數(shù)1）安安裝裝應(yīng)應(yīng)變變計(jì)計(jì)。。安安裝裝前前須須做做好好各各項(xiàng)項(xiàng)準(zhǔn)準(zhǔn)備備工工作作，，并并檢檢查查應(yīng)應(yīng)變變計(jì)計(jì)是是否否合合格格。。2）初初始始讀讀數(shù)數(shù)向鉆鉆孔孔內(nèi)內(nèi)沖沖水水，，每每隔隔10min讀數(shù)數(shù)一一次次，，連連續(xù)續(xù)三三次次讀讀數(shù)數(shù)差差不不超超過過±5μεε，即即認(rèn)認(rèn)為為穩(wěn)穩(wěn)定定。。并并將將此此讀讀數(shù)數(shù)作作為為初初始始值值。。3)鉆孔孔解解除除及及應(yīng)應(yīng)變變測(cè)測(cè)量量用大大孔孔徑徑鉆鉆頭頭進(jìn)進(jìn)行行解解除除時(shí)時(shí)，，開開鉆鉆后后使使鉆鉆頭頭離離開開孔孔底底1-2cm，使使鉆鉆機(jī)機(jī)低低速速緩緩慢慢推推進(jìn)進(jìn)；；然然后后再再換換高高速速檔檔，，以以免免鉆鉆頭頭受受損損，，也也利利于于保保持持巖巖芯芯的的完完整整性性。。在解解除除過過程程中中，，按按預(yù)預(yù)定定的的分分級(jí)級(jí)深深度度（（每每級(jí)級(jí)深深度度宜宜為為2cm）停停鉆鉆讀讀數(shù)數(shù)，，每每級(jí)級(jí)連連續(xù)續(xù)讀讀數(shù)數(shù)兩兩次次。。如如發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)兩兩次次讀讀數(shù)數(shù)有有突突變變現(xiàn)現(xiàn)象象，，可可加加測(cè)測(cè)讀讀數(shù)數(shù)一一次次。。套鉆鉆解解除除深深度度應(yīng)應(yīng)超超過過孔孔底底應(yīng)應(yīng)力力集集中中影影響響區(qū)區(qū)。。解解除除深深度度達(dá)達(dá)到到35cm后，，一一般般讀讀數(shù)數(shù)趨趨于于穩(wěn)穩(wěn)定定，，此此后后連連續(xù)續(xù)兩兩級(jí)級(jí)讀讀數(shù)數(shù)不不超超過過±5μμεε時(shí)，，可可認(rèn)認(rèn)為為已已達(dá)達(dá)到到解解除除深深度度的的要要求求。。但但最最小小解解除除深深度度不不得得小小于于38cm，最最大大解解除除深深度度達(dá)達(dá)45cm即可可。。隨后后繼繼續(xù)續(xù)往往解解除除孔孔沖沖水水。。最最后后一一級(jí)級(jí)每每隔隔5~10min讀數(shù)數(shù)一一次次，，連連