第5章 巖體原位測(cè)試課件

1、第第5章章 巖體原位測(cè)試巖體原位測(cè)試 本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：巖體原位測(cè)試技術(shù)的種類；巖體變形試驗(yàn)、巖體強(qiáng)度試驗(yàn)、巖體巖體原位測(cè)試技術(shù)的種類；巖體變形試驗(yàn)、巖體強(qiáng)度試驗(yàn)、巖體應(yīng)力測(cè)試和巖體現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易測(cè)試等各試驗(yàn)的種類、特點(diǎn)、適應(yīng)對(duì)象、儀器設(shè)備、操應(yīng)力測(cè)試和巖體現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易測(cè)試等各試驗(yàn)的種類、特點(diǎn)、適應(yīng)對(duì)象、儀器設(shè)備、操作過程及試驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用等。（作過程及試驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用等。（本章在巖體力學(xué)中將詳細(xì)講到本章在巖體力學(xué)中將詳細(xì)講到）第第1節(jié)節(jié) 概述概述 巖體原位測(cè)試是在現(xiàn)場(chǎng)制備試件模擬工程作用對(duì)巖體施巖體原位測(cè)試是在現(xiàn)場(chǎng)制備試件模擬工程作用對(duì)巖體施加外荷載，進(jìn)行求取巖體力學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)方法，是巖土工程加外荷載，

2、進(jìn)行求取巖體力學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)方法，是巖土工程勘察的重要手段之一。巖體原位測(cè)試的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)巖體擾勘察的重要手段之一。巖體原位測(cè)試的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)巖體擾動(dòng)小，盡可能地保持了巖體的天然結(jié)構(gòu)和環(huán)境狀態(tài)，使測(cè)出動(dòng)小，盡可能地保持了巖體的天然結(jié)構(gòu)和環(huán)境狀態(tài)，使測(cè)出的巖體力學(xué)參數(shù)直觀、準(zhǔn)確；其缺點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)備笨重、操作的巖體力學(xué)參數(shù)直觀、準(zhǔn)確；其缺點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)備笨重、操作復(fù)雜、工期長(zhǎng)、費(fèi)用高。復(fù)雜、工期長(zhǎng)、費(fèi)用高。巖體原位測(cè)試一般以遵循以下程序進(jìn)行：巖體原位測(cè)試一般以遵循以下程序進(jìn)行：（1）試驗(yàn)方案制定和試驗(yàn)大綱編寫，其基本原則是盡量使試）試驗(yàn)方案制定和試驗(yàn)大綱編寫，其基本原則是盡量使試驗(yàn)條件符合工程巖體的實(shí)際情

3、況。驗(yàn)條件符合工程巖體的實(shí)際情況。（2）試驗(yàn)，包括試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)及原始資料檢查、校核等項(xiàng)）試驗(yàn)，包括試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)及原始資料檢查、校核等項(xiàng)工作。工作。（3）試驗(yàn)資料整理與綜合分析。）試驗(yàn)資料整理與綜合分析。包括：靜力法和動(dòng)力法兩種靜力法基本原理：在選定的巖體表面、槽壁或鉆孔壁面上施加一定的荷載，并測(cè)定其變形，然后繪制出壓力變形曲線，計(jì)算巖體的變形參數(shù)。可分為承壓板法、狹縫法、鉆孔變形法及水壓法等；動(dòng)力法：原理：用人工方法對(duì)巖體發(fā)射或激發(fā)彈性波，并測(cè)定彈性波在巖體中的傳播速度，然后通過一定的關(guān)系式求巖體的變形參數(shù)。據(jù)彈性波的激發(fā)方式不同，又分為聲波法和地震法。 第第2節(jié)節(jié) 巖體變形試驗(yàn)巖體變形試

4、驗(yàn)一、一、 承壓板法承壓板法 1、基本原理、基本原理 剛性承壓板法是通過剛性承壓板剛性承壓板法是通過剛性承壓板( (其彈性橫量大于巖體一個(gè)數(shù)量級(jí)以上其彈性橫量大于巖體一個(gè)數(shù)量級(jí)以上) )對(duì)對(duì)半無限空間巖體表面施加壓力并量測(cè)各級(jí)壓力下巖體的變形；按彈性理論公式半無限空間巖體表面施加壓力并量測(cè)各級(jí)壓力下巖體的變形；按彈性理論公式計(jì)算巖體變形參數(shù)的方法。該方法視巖體為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的半無限彈計(jì)算巖體變形參數(shù)的方法。該方法視巖體為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的半無限彈性體；根據(jù)布辛湟斯克公式，剛性承壓板下各點(diǎn)的垂直變形性體；根據(jù)布辛湟斯克公式，剛性承壓板下各點(diǎn)的垂直變形(W)(W)可表示為：可表示為：2

5、、試件制備與描述、試件制備與描述 應(yīng)根據(jù)工程需要和工程地質(zhì)條件選擇代表性試驗(yàn)地段和試驗(yàn)點(diǎn)位置，在預(yù)應(yīng)根據(jù)工程需要和工程地質(zhì)條件選擇代表性試驗(yàn)地段和試驗(yàn)點(diǎn)位置，在預(yù)定的試驗(yàn)點(diǎn)部位制備試件，具體要求如下：定的試驗(yàn)點(diǎn)部位制備試件，具體要求如下： (1)(1)試段開挖時(shí)，應(yīng)盡可能減少對(duì)巖體的擾動(dòng)和破壞。試段開挖時(shí)，應(yīng)盡可能減少對(duì)巖體的擾動(dòng)和破壞。 (2)(2)試件受壓方向應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)的實(shí)際受力方向一致。試件受壓方向應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)的實(shí)際受力方向一致。 (3)(3)試件的邊界條件應(yīng)滿足下列要求：試件的邊界條件應(yīng)滿足下列要求： 承壓板邊緣至硐側(cè)壁的距離應(yīng)大于承壓板直徑的承壓板邊緣至硐側(cè)壁的距離應(yīng)大于承壓板

6、直徑的1.51.5倍；倍； 至硐口或掌子面的距離應(yīng)大于承壓板直徑的至硐口或掌子面的距離應(yīng)大于承壓板直徑的2 2倍；倍； 至臨空面的距離應(yīng)大于承壓板直徑的至臨空面的距離應(yīng)大于承壓板直徑的6 6倍；倍； 兩試件邊緣間的距離應(yīng)大于承壓板直徑的兩試件邊緣間的距離應(yīng)大于承壓板直徑的3 3倍；倍； 試件表面以下試件表面以下3 3倍承壓板直徑深度范圍內(nèi)的巖性宜相同。倍承壓板直徑深度范圍內(nèi)的巖性宜相同。 (4)(4)試件范圍內(nèi)受擾動(dòng)的巖體應(yīng)清除干凈并鑿平整；試件范圍內(nèi)受擾動(dòng)的巖體應(yīng)清除干凈并鑿平整；巖面起伏差不宜大于承巖面起伏差不宜大于承壓板直徑的壓板直徑的1 1，承壓板以外，試驗(yàn)影響范圍以內(nèi)的巖面也應(yīng)大致平

7、整，無松動(dòng)，承壓板以外，試驗(yàn)影響范圍以內(nèi)的巖面也應(yīng)大致平整，無松動(dòng)巖塊和碎石。巖塊和碎石。 (5)(5)試件面積應(yīng)略大于承壓板，其中加壓面積不宜小于試件面積應(yīng)略大于承壓板，其中加壓面積不宜小于2 500cm2 500cm2 2。 (6)(6)試驗(yàn)反力裝置部位應(yīng)能承受足夠的反力，在大約試驗(yàn)反力裝置部位應(yīng)能承受足夠的反力，在大約303030cm30cm2 2范圍內(nèi)大致平整，范圍內(nèi)大致平整，以便澆注混凝土或安裝反力裝置。以便澆注混凝土或安裝反力裝置。 3 3、儀器設(shè)備及安裝調(diào)試、儀器設(shè)備及安裝調(diào)試 包括如下內(nèi)容：包括如下內(nèi)容： (1)(1)試硐編號(hào)、位置、硐底高程、方位、硐深、斷面形狀及尺寸、開挖方

8、式試硐編號(hào)、位置、硐底高程、方位、硐深、斷面形狀及尺寸、開挖方式及日期等。及日期等。圖5-1剛性承壓板法試驗(yàn)安裝示意圖(a)鉆直方向加荷；（b)水平方向加荷1砂漿頂板； 2墊板；3傳力柱；4圓墊板；5標(biāo)準(zhǔn)壓力表；6液壓千斤頂；7高壓管（接油泵）；8磁性表 架；9工字鋼梁i 10鋼板；11 一剛性承壓板| 12標(biāo)點(diǎn)I 13千分表I 14一滾軸；15混凝土支墩；16木柱；17油泵（接千斤頂）；18木墊；19一木梁 (2)(2)試件編號(hào)、層位、尺寸及制備方法等。試件編號(hào)、層位、尺寸及制備方法等。 (3)(3)試段開挖方法及出現(xiàn)的巖體變形破壞等情況。試段開挖方法及出現(xiàn)的巖體變形破壞等情況。 (4)(4

9、)巖石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主要礦物成分和風(fēng)化程度。巖石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主要礦物成分和風(fēng)化程度。 (5)(5)地下水情況。地下水情況。 (6)(6)巖體結(jié)構(gòu)面類型、產(chǎn)狀、性質(zhì)、隙寬、延伸性、密度及充填物性質(zhì)等情巖體結(jié)構(gòu)面類型、產(chǎn)狀、性質(zhì)、隙寬、延伸性、密度及充填物性質(zhì)等情況。況。 (7)(7)地質(zhì)描述應(yīng)提交的圖件包括；試段地質(zhì)素描圖、裂隙統(tǒng)計(jì)圖表及相應(yīng)的地質(zhì)描述應(yīng)提交的圖件包括；試段地質(zhì)素描圖、裂隙統(tǒng)計(jì)圖表及相應(yīng)的照片，試段地質(zhì)縱橫剖面圖，試件地質(zhì)素描圖等。照片，試段地質(zhì)縱橫剖面圖，試件地質(zhì)素描圖等。4 4、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)步驟 (1)(1)準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作 按設(shè)計(jì)壓力的按設(shè)計(jì)壓力的1 12 2倍確定

10、最大試驗(yàn)壓力。倍確定最大試驗(yàn)壓力。 根據(jù)千斤頂根據(jù)千斤頂( (或液壓枕或液壓枕) )的率定曲線及承壓板面積計(jì)算出施加壓力與壓力的率定曲線及承壓板面積計(jì)算出施加壓力與壓力表讀數(shù)關(guān)系的加壓表。表讀數(shù)關(guān)系的加壓表。 測(cè)讀各測(cè)表的初始讀數(shù)，加壓前每測(cè)讀各測(cè)表的初始讀數(shù)，加壓前每10min10min讀數(shù)一次，連續(xù)三次讀數(shù)不變，讀數(shù)一次，連續(xù)三次讀數(shù)不變，即可開始加壓。即可開始加壓。 (2)(2)加壓加壓 將確定的最大壓力分為將確定的最大壓力分為5 5級(jí)并分級(jí)施加壓力；加壓方式一般采用逐級(jí)一次循級(jí)并分級(jí)施加壓力；加壓方式一般采用逐級(jí)一次循環(huán)加壓法，必要時(shí)可采用逐級(jí)多次循環(huán)法。環(huán)加壓法，必要時(shí)可采用逐級(jí)多次

11、循環(huán)法。 加壓后立即讀數(shù)一次，此后每隔加壓后立即讀數(shù)一次，此后每隔10min10min讀一次數(shù)，直到變形穩(wěn)定后卸壓；讀一次數(shù)，直到變形穩(wěn)定后卸壓；卸壓過程中的讀數(shù)要求與加壓同；在加卸壓過程中，過程壓力下的變形也應(yīng)測(cè)讀卸壓過程中的讀數(shù)要求與加壓同；在加卸壓過程中，過程壓力下的變形也應(yīng)測(cè)讀一次；板外測(cè)點(diǎn)可在板上測(cè)表讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定后一次性讀數(shù)。一次；板外測(cè)點(diǎn)可在板上測(cè)表讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定后一次性讀數(shù)。 變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)所有承壓板上測(cè)表相鄰兩次讀數(shù)之差與同級(jí)壓力下第一變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)所有承壓板上測(cè)表相鄰兩次讀數(shù)之差與同級(jí)壓力下第一次讀數(shù)與前一級(jí)壓力下最后一次讀數(shù)差的比值次讀數(shù)與前一級(jí)壓力下最后一次讀數(shù)差的比值

12、570 mm設(shè)備液壓泵（手動(dòng)或電動(dòng)）附壓 力表、高壓管路、測(cè)力計(jì)等與液壓千斤頂(或液壓鋼枕配套使用）傳力設(shè)備傳力柱（木、鋼或混凝土制 品）、鋼墊塊（板）、滾軸排巖錨、鋼索、螺夾、或鋼梁等傳力柱宜具有足夠的剛度在露天或基坑試驗(yàn)時(shí)使用量測(cè)設(shè)備百分表 千分表6磁性表座和萬能表架，測(cè)量 標(biāo)點(diǎn)量表支架2數(shù)量與百分表(或千分表)配套支桿長(zhǎng)度，應(yīng)超過試驗(yàn)影響范圍其他儀器、儀表安裝工具 混凝土澆搗工具 地質(zhì)描述儀器 照相、照明設(shè)備 文具、記錄用品水泥、砂、石子一套用量根據(jù)澆筑混凝土試體和試體處理要求而定巖體現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)儀器設(shè)備儀器設(shè)備安裝垂直、剪切加載系統(tǒng)設(shè)備安裝。位移量表安裝施加垂直荷載施加剪切荷載混凝土與

13、巖體膠結(jié)面直剪試驗(yàn)儀器設(shè)備安裝示意1一(或混凝土）墊層；2傳力柱；3傳力橫梁；4一鋼板；5滾軸排；6_垂直位移量表;7接液壓泵；8液壓鋼枕； 9 一混凝土保護(hù)罩；10測(cè)向位移量脯；11 一剪切位移量表；12試體；13測(cè)力計(jì)；14_球座；15鋼板；16剪切面; 17_液壓千斤頂；18_混凝土墊塊；19膨脹性聚苯乙烯（或其他材料）墊料巖體弱面（軟弱巖體）直剪試驗(yàn)儀器設(shè)備安裝示意傾斜巖體弱面直剪試驗(yàn)儀器設(shè)備安裝示意 二、三軸試驗(yàn)二、三軸試驗(yàn) 1、基本原理、基本原理 原位巖體三軸試驗(yàn)一般是在平硐中進(jìn)行的，即在平硐中加工試件，并施加原位巖體三軸試驗(yàn)一般是在平硐中進(jìn)行的，即在平硐中加工試件，并施加三向壓力

14、，然后根據(jù)莫爾理論求巖體的抗壓強(qiáng)度及三向壓力，然后根據(jù)莫爾理論求巖體的抗壓強(qiáng)度及E E0 0、等參數(shù)。試驗(yàn)又分為等參數(shù)。試驗(yàn)又分為等圍壓等圍壓( (1 1 2 2 3 3 ) )三軸試驗(yàn)和真三軸三軸試驗(yàn)和真三軸( (1 1 2 2= =3 3 ) )試驗(yàn)兩種，可根據(jù)實(shí)試驗(yàn)兩種，可根據(jù)實(shí)際情況選用。因此，為了確定圍壓和軸向壓力的大小和加荷方式，試驗(yàn)前應(yīng)了際情況選用。因此，為了確定圍壓和軸向壓力的大小和加荷方式，試驗(yàn)前應(yīng)了解巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)及工程荷載情況。解巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)及工程荷載情況。 2、試件制備與地質(zhì)描述、試件制備與地質(zhì)描述 3、儀器設(shè)備及安裝調(diào)試、儀器設(shè)備及安裝調(diào)試 4、試驗(yàn)步驟、試

15、驗(yàn)步驟 5、試驗(yàn)成果整理、試驗(yàn)成果整理 巖體應(yīng)力是泛指存在于巖體內(nèi)部的應(yīng)力，它包括巖體初始應(yīng)力和圍巖應(yīng)力。 巖體初始應(yīng)力：是指天然狀態(tài)下巖體內(nèi)賦存的應(yīng)力，它又稱原巖應(yīng)力，在地震地質(zhì)領(lǐng)域常稱地應(yīng)力，它主要由上覆巖層重力形成的自重應(yīng)力和由地殼運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的構(gòu)造應(yīng)力（包括現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力和殘余構(gòu)造應(yīng)力）所組成。 圍巖應(yīng)力： 是指巖體被擾動(dòng)后引起重分布的應(yīng)力，又稱二次應(yīng)力，它是由于人工開挖等工程活動(dòng)而形成。 巖體應(yīng)力測(cè)量方法分類表 類別測(cè)量部位測(cè)量方法應(yīng)力解除法應(yīng)力部分解除法表面Y形布置法、A形布置法鉆孔平行鉆孔法(或稱為擾動(dòng)法）應(yīng)力完全解除法表面鋼弦應(yīng)變計(jì)法、電阻片法、光彈法、機(jī)械式(千分表)法鉆孔孔徑變

16、形法：鉆孔變形計(jì)法、壓磁應(yīng)力計(jì)法孔壁應(yīng)變法:三叉式應(yīng)變計(jì)法、空心包體式應(yīng)變計(jì)法、深孔應(yīng)變計(jì)法孔底應(yīng)變法：平底應(yīng)變法、半圓形孔底應(yīng)變法應(yīng)力恢復(fù)法表面平面扁千斤頂法鉆孔曲面扁千斤頂法破裂巖石法鉆孔水壓致裂法、千斤頂致裂法地球物理法室內(nèi)試樣聲發(fā)射法、X射線法鉆孔波速法其他方法鉆孔鉆孔加深法第四節(jié)第四節(jié) 巖體應(yīng)力測(cè)試巖體應(yīng)力測(cè)試一、應(yīng)力解除法一、應(yīng)力解除法 1、基本原理、基本原理 原理：當(dāng)需測(cè)定巖體中某點(diǎn)的應(yīng)力時(shí)，可將該點(diǎn)一定范圍內(nèi)的巖體與基巖原理：當(dāng)需測(cè)定巖體中某點(diǎn)的應(yīng)力時(shí)，可將該點(diǎn)一定范圍內(nèi)的巖體與基巖分離，使該點(diǎn)巖體上所受應(yīng)力解除。這時(shí)由應(yīng)力產(chǎn)生的變形分離，使該點(diǎn)巖體上所受應(yīng)力解除。這時(shí)由應(yīng)力產(chǎn)

17、生的變形( (或應(yīng)變或應(yīng)變) )即相應(yīng)恢即相應(yīng)恢復(fù)。通過一定的量測(cè)元件和儀器量測(cè)出應(yīng)力解除后的變形值，即可由確定的應(yīng)復(fù)。通過一定的量測(cè)元件和儀器量測(cè)出應(yīng)力解除后的變形值，即可由確定的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系求得相應(yīng)應(yīng)力值。力與應(yīng)變關(guān)系求得相應(yīng)應(yīng)力值。 分類：根據(jù)測(cè)量方法不同可分為表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)力解除法和孔壁分類：根據(jù)測(cè)量方法不同可分為表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)力解除法和孔壁應(yīng)力解除法三種，各種方法根據(jù)測(cè)量元件不同又可細(xì)分為各種不同的方法。應(yīng)力解除法三種，各種方法根據(jù)測(cè)量元件不同又可細(xì)分為各種不同的方法。 表面應(yīng)力解除法：在巖體表面和地下洞室壁上預(yù)先埋設(shè)應(yīng)變計(jì)（或貼表面應(yīng)力解除法：在巖體表面和地下洞室

18、壁上預(yù)先埋設(shè)應(yīng)變計(jì)（或貼電阻片），然后在其周圍掏環(huán)形槽并同時(shí)測(cè)量巖體應(yīng)力解除后的應(yīng)變值。電阻片），然后在其周圍掏環(huán)形槽并同時(shí)測(cè)量巖體應(yīng)力解除后的應(yīng)變值。根據(jù)巖體應(yīng)力解除前后的應(yīng)變變化和巖體的彈性模量，計(jì)箅巖體的表面應(yīng)根據(jù)巖體應(yīng)力解除前后的應(yīng)變變化和巖體的彈性模量，計(jì)箅巖體的表面應(yīng)力。力。應(yīng)力解除法試驗(yàn)布置示意 1 一解除槽；2巖面；3應(yīng)變計(jì)(鋼弦應(yīng)變計(jì)或電阻片）孔壁應(yīng)力解除法(或稱鉆孔套芯應(yīng)力解除法)。該方法的基本原理是在鉆孔中安裝變形或應(yīng)變測(cè)量元件，測(cè)量套芯應(yīng)力解除前后鉆孔半徑變化值(徑向位移)，用該孔徑變化值來確定巖體應(yīng)力值。 2、試點(diǎn)選擇與地質(zhì)描述 3、儀器設(shè)備 4、試驗(yàn)步驟 5、成果整

19、理及計(jì)算二、應(yīng)力恢復(fù)法二、應(yīng)力恢復(fù)法 1、基本原理、基本原理 應(yīng)力恢復(fù)法一般在平硐壁面應(yīng)力恢復(fù)法一般在平硐壁面( (也可在地表露頭面也可在地表露頭面) )上進(jìn)行。在巖面上切槽，上進(jìn)行。在巖面上切槽，巖體應(yīng)力被解除，應(yīng)變也隨之恢復(fù)；然后在槽中再埋入液壓枕，對(duì)巖體施加壓巖體應(yīng)力被解除，應(yīng)變也隨之恢復(fù)；然后在槽中再埋入液壓枕，對(duì)巖體施加壓力，使巖體的應(yīng)變恢復(fù)至應(yīng)力解除前的狀態(tài)；此時(shí)，液壓枕施加的壓力即為應(yīng)力，使巖體的應(yīng)變恢復(fù)至應(yīng)力解除前的狀態(tài)；此時(shí)，液壓枕施加的壓力即為應(yīng)力解除前巖體受到的應(yīng)力，這一應(yīng)力值實(shí)際上是平硐開挖后壁面處的環(huán)向應(yīng)力。力解除前巖體受到的應(yīng)力，這一應(yīng)力值實(shí)際上是平硐開挖后壁面處的

20、環(huán)向應(yīng)力。通過量測(cè)應(yīng)力恢復(fù)后的應(yīng)力和應(yīng)變值，利用彈性力學(xué)公式即可求解出測(cè)點(diǎn)巖體通過量測(cè)應(yīng)力恢復(fù)后的應(yīng)力和應(yīng)變值，利用彈性力學(xué)公式即可求解出測(cè)點(diǎn)巖體中的應(yīng)力狀態(tài)。中的應(yīng)力狀態(tài)。 2、試點(diǎn)制備與地質(zhì)描述、試點(diǎn)制備與地質(zhì)描述 3、儀器設(shè)備、儀器設(shè)備 4、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)步驟 5、成果整理及計(jì)算、成果整理及計(jì)算 應(yīng)變計(jì)埋設(shè)位置示意1千斤頂2應(yīng)變計(jì)應(yīng)力恢復(fù)法試驗(yàn)示意1 一油泵;2壓力表;3_應(yīng)變計(jì)(鋼弦或電阻片) 4 一紫銅管；5扁千斤頂；6水泥砂漿三、水壓致裂法三、水壓致裂法 1、基本原理、基本原理 水壓致裂法是利用橡膠栓塞封堵一段鉆孔，然后通水壓致裂法是利用橡膠栓塞封堵一段鉆孔，然后通過水泵將高壓水壓

21、人其中，使孔壁巖體產(chǎn)生拉破裂過水泵將高壓水壓人其中，使孔壁巖體產(chǎn)生拉破裂( (圖圖5 5一一17)17)。 假定鉛直鉆孔孔軸平行于某一巖體應(yīng)力分量時(shí)，典假定鉛直鉆孔孔軸平行于某一巖體應(yīng)力分量時(shí)，典型情況下的水泵壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖型情況下的水泵壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖5 51818所示。所示。壓力從壓力從p p0 0開始增加，到峰值開始增加，到峰值p pc1c1時(shí)，孔壁某特定部位將產(chǎn)時(shí)，孔壁某特定部位將產(chǎn)生拉破裂，壓力也隨之降低，并穩(wěn)定于生拉破裂，壓力也隨之降低，并穩(wěn)定于p ps s，這一壓力稱，這一壓力稱為封井壓力為封井壓力( (或稱關(guān)閉壓力或稱關(guān)閉壓力) )。這時(shí)若人為地降低水壓力，。

22、這時(shí)若人為地降低水壓力，則孔壁拉裂隙在巖體應(yīng)力作用下將閉合。當(dāng)再次升壓時(shí)，則孔壁拉裂隙在巖體應(yīng)力作用下將閉合。當(dāng)再次升壓時(shí)，裂隙將再次張開，壓力達(dá)到峰值裂隙將再次張開，壓力達(dá)到峰值p pc2c2：后再次降低：后再次降低并穩(wěn)定在并穩(wěn)定在p ps s值附近。利用測(cè)得的幾個(gè)特征壓值附近。利用測(cè)得的幾個(gè)特征壓力力p pc1c1、p pc2c2、p ps s及拉裂隙方位等數(shù)據(jù)，根據(jù)及拉裂隙方位等數(shù)據(jù)，根據(jù)彈性力學(xué)中圓形孔洞周邊應(yīng)力公式即可求得彈性力學(xué)中圓形孔洞周邊應(yīng)力公式即可求得巖體中的兩個(gè)水平應(yīng)力值。巖體中的兩個(gè)水平應(yīng)力值。 2、儀器設(shè)備、儀器設(shè)備 3、試驗(yàn)方法要點(diǎn)、試驗(yàn)方法要點(diǎn)孔壁應(yīng)變法是借助粘貼在

23、鉆孔孔壁上的電阻應(yīng)變片測(cè)量套孔應(yīng)力解除前后孔壁表面應(yīng)變變化，根據(jù)彈性理論計(jì)箅巖體中一點(diǎn)的三向應(yīng)力目前國內(nèi)廣泛使用的有三叉式應(yīng)變計(jì)法、空心包體式應(yīng)變計(jì)法和深孔水下應(yīng)變計(jì)法 此法適用于完整或較完整致密和細(xì)粒結(jié)構(gòu)的巖體中測(cè)試， 在破碎巖體、薄層或出現(xiàn)餅狀巖芯處不宜使用?？椎讘?yīng)變法是借助于粘貼在鉆孔底面上的電阻應(yīng)變片測(cè)量套鉆解除前后孔底巖體的應(yīng)變變化，利用彈性理論的經(jīng)驗(yàn)公式及巖石的彈性模量計(jì)算應(yīng)力?？椎讘?yīng)變計(jì)有一個(gè)硬塑料外殼，在其端面借助于厚0. 5 mm的有機(jī)玻璃片或賽璐珞片（或薄橡皮）上貼有一組電阻應(yīng)變叢。外殼另一端用膠粘劑（通常為環(huán)氧樹脂)粘貼在孔底表面中央三分之一面積內(nèi)。這樣，當(dāng)孔底巖面由于套

24、鉆解除發(fā)生變形時(shí)，應(yīng)變計(jì)將隨之變化。 第五節(jié)第五節(jié) 巖體現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易測(cè)試巖體現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易測(cè)試一、巖體聲波測(cè)試一、巖體聲波測(cè)試 1、基本原理、基本原理通過聲波儀發(fā)生的電脈沖（或電火花）激發(fā)聲波，并測(cè)定其在巖中的傳播速度，通過聲波儀發(fā)生的電脈沖（或電火花）激發(fā)聲波，并測(cè)定其在巖中的傳播速度，據(jù)波動(dòng)理論求取巖體動(dòng)力學(xué)參數(shù)據(jù)波動(dòng)理論求取巖體動(dòng)力學(xué)參數(shù) 2、測(cè)線（點(diǎn)）選擇與地質(zhì)描述、測(cè)線（點(diǎn)）選擇與地質(zhì)描述 3、儀器設(shè)備、儀器設(shè)備 4、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)步驟 5、成果整理及應(yīng)用、成果整理及應(yīng)用 聲聲波波測(cè)測(cè)試試二、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)二、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn) 1、基本原理、基本原理點(diǎn)荷載試驗(yàn)是將巖塊試件置于點(diǎn)荷載儀的兩個(gè)球面圓錐壓頭間，對(duì)試件施加點(diǎn)荷載試驗(yàn)是將巖塊試件置于點(diǎn)荷載儀的兩個(gè)球面圓錐壓頭間，對(duì)試件施加集中荷載直