空芯包体应力测量方法简介

1、空芯包体应力测量方法简介空芯包体应力测量方法,采用钻孔套芯应力解除法进行,使用KX81型空芯包体式三轴应力计,它可在单孔中求得该点的三维应力状态,在实验室中测定的主应力误差为3%,方向误差为20-4°.一、钻孔套芯应力解除套芯应力解除法的过程是：在需要测量应力的地方,打一个130mm勺钻孔,至一定深度时,将孔底磨平,再打一个喇叭孔起导正作用,在大孔中央钻一个36mm勺测量小孔,测量孔的深度约为36mm然后在测孔中安装测量探头,探头引线与孔外测量仪器相接,测得初始值.如果是进行相对值测量,设备安装工作就此结束,此后间隔一段时间再测探头的数值,就可测出应力随时间的变化情况.绝对应力测量是

2、在测量小孔外,再用130mnC径的钻头同心钻进,开挖应力解除槽,在钻进过程中,导线从钻杆中央穿过,由水节头处引出与测量仪器相连,监视解除过程中的变化,随着应力解除槽的加深,岩芯逐渐与外界应力场相隔离,岩芯发生弹性恢复,仪器测值随着发生变化,直至仪器读数不再变化时,停止钻进,取出岩芯.应力解除槽钻出前后仪器的读数差值即为解除读数值.通常每钻进3cm深,仪器读数一次,求得仪器读数随解除深度的变化曲线,称为应力解除曲线.此曲线的变化规律是判断原始资料可靠程度的重要依据之一.取出带有测量探头的完整岩芯后,通常在现场进行围压率定试验.它是将岩芯放进围压率定机中,然后在岩芯上施加围压,随着压力的变化,仪器

3、读数也跟着变化,从而作出压力与仪器读数的关系曲线,称为率定曲线.此曲线可判断孔中各探头是否处于正常工作状态,有利于我们综合判定原始资料的可靠性.从率定结果可以求出岩石的弹性模量和泊松比.为了取得更接近实际的真值,通常在单孔中进行屡次测量,然后进行统计处理分析,尽量减少测量误差和人为误差.根据现场取得的原始资料,在室内进行资料整理,利用最小二乘法进行数据处理,求出应力状态.此过程的计算很繁杂,目前,我们已编制成电子计算机程序,处理就方便多了.假设是平面应力计算,可求出最大主应力大小及方向和最小主应力的大小；假设是空间应力测量,可求出最大、中间、最小主应力的大小、方向和倾角.二、KX81型空芯包体

4、式三轴应力计的结构应力计是由嵌入环氧树脂筒中的12个电阻应变片组成的.将三枚应变花每枚应变花有四个应变片沿环氧树脂筒圆周相隔120.本贴图9.然后再用环氧树脂浇注外层,使电阻应变片嵌在筒壁内,外层厚度约为0.5mm在应力计的顶部有一个补偿应变片.环氧树脂圆筒有一个内腔,用来装粘结剂,另有一个环氧树脂柱塞,如图10所示.使用时,将圆筒内腔7装满粘结剂,然后将柱塞10插入内腔约3cm深处,用固定销8将其固定.柱塞的另一端有一导向定位头13,以便应力计顺利安装在小孔中所需要的位置上.将应力计送入钻孔中预定位置后,用力推动安装杆1,可使固定销切断,继续推进可使粘接剂经柱塞小孔11流出,进入应力计和小孔孔壁之间的间隙里,经过一定的时间,粘接剂固化后,即可进行套芯解除.图9应变花位置分布图图中A、B、C为三组应变花应力计的外径为35.5mm工作长度为150mm可安装在直径为3638mm勺小钻孔中.应力计具有良好的绝缘防水性能.使用EX数字式电阻应变仪进行读数,最小读数为一个微应变.量程为±2000微应变,图10KX-81型空心包体三轴地应力计结构示意图1-安装杆；2-定向器导线；3-定向器；4-读数电缆；5-定向销；6-密封圈；7-环氧树脂筒；8-空腔,内装粘胶剂；9-固定销；10-应力计与孔壁之间的