第十四次课 岩体中天然应力的测量.pptVIP

地应力测量方法;地应力测量方法;直接法之一——扁压千斤顶法;测试步骤;应变计的初始读数;应力恢复法 　 优点：采用该方法可以不用岩体中的应力应变关系， 而直接得出岩体的应力。 存在缺点： (1)若槽壁不是岩体主应力作用面，则在挖槽前的槽 壁上存在剪应力，很显然这种剪应力的作用在应力恢复 过程中没有考虑进去，这会导致一定误差。 (2)应力恢复时，岩体应力应变关系与应力解除前并 不完全相同，这也会影响量测的精度。 ;直接法之二——水压致裂法;由弹性力学可知：无限体中的一个圆形钻孔受到无穷远处二维应力场(σ1最大水平应力， σ2最小水平应力) ，其钻孔周边的切向应力σθ和径向应力σr为：;假设钻孔中存在压力P0的裂隙水时，则初始开裂压力Pi;测量步骤： 密封：通过钻杆将两个可膨胀橡胶封隔器放置到钻孔选定测试段，封隔形成承压段空间。 注水加压：液压泵对压裂段注水加压，孔壁承受逐渐增大的径向液压力。 孔壁岩石破裂：在足够大的径向压力下，孔壁岩石沿阻力最小的方向出现裂隙，该裂隙在垂直孔轴的横截面上最小主应力平面内延伸。此时相应的泵压为临界破裂压力Pi，由于孔壁岩石破裂，压力达Pi后随即急剧下降 关泵：关闭液压泵，泵压迅速下降，然后随着水渗入到岩层，泵压缓慢下降。当压力降到使裂隙处于临界闭合状态的压力时，即垂直于裂隙面的最小主应力与液压回路达到平衡时的压力，称为瞬时关闭压力Ps;测量步骤： (5) 卸压：打开压力阀，使裂隙完全闭合，泵压记录降为初始压力P0； (6) 重张：按2~5步骤连续进行多次加卸压循环，取得合理的压裂参数，判断岩石破裂和裂隙延伸的过程； (7) 解封：压裂完毕后，使封隔器收缩恢复原状，即封隔器解封； (8) 裂隙方位记录：采用定向印模器，通过扩张印模器外层的生橡胶和自动定向罗盘记录裂隙方位。 ;水压致裂法的优点;水压致裂法的缺点;间接法之应力解除法;1、从岩体表面向岩体内部打大孔，直至需要测量岩体应力的部位，并在孔底中心位置钻出一锥形孔，以便钻出同心小孔，大孔直径为小孔的3倍以上。 2、从大孔底打同心小孔??供安装探头，深度一般为直径的10倍左右。打完后放水冲洗。 3、将测量探头安装到小孔中央部位。 4、用薄壁钻头延深大孔，使小孔周围岩芯应力解除。由于应力解除所引起的小孔变形或应变被记录下来，根据测得的小孔变形或应变通过有关公式即可求出小孔周围原岩应力状态。 ;局部应力解除法步骤;二、平行钻孔法 主要用于测量岩体表面的应力状态 在测点从岩体表面向内打一小孔，并将钻孔变形计或应变计固定于小孔中一定深度 在小孔附近再打一个或几个大孔，大小孔之间的距离不超过大孔直径，大孔深度应保证小孔中沿轴线的应力－应变状态是均匀的 在小孔中测定应变或变形;作业：