钻孔崩落应力测量方法简介
钻孔法测量残余应力
钻孔法测量残余应力测量原理钻孔法测量残余应力是基于材料力学中的应力释放原理。
当在材料表面钻孔时，孔周围的材料会发生弹性变形，这种变形会受到材料内部的残余应力的影响。
通过测量钻孔后的表面位移，可以确定孔周围的残余应力状态。
实验步骤钻孔法测量残余应力的实验步骤如下：1、选择合适的材料试件，进行表面处理，确保表面平整无杂质。
2、使用高精度的钻机在材料试件的表面钻孔，钻孔直径一般在0.5-1.0mm之间，孔深约为10-20mm。
3、在钻孔前、钻孔后和取下钻屑后分别使用光学显微镜观察孔周围的表面形貌，并记录下来。
4、根据观察到的表面形貌变化，计算出钻孔前后的位移量。
5、根据位移量和材料的弹性常数，计算出孔周围的残余应力。
精度分析钻孔法测量残余应力的精度主要受到以下因素的影响：1、钻孔直径和深度的精度：钻孔直径和深度的变化会影响位移量的测量精度，进而影响残余应力的计算精度。
2、表面处理质量：表面处理不干净会导致钻头受损，从而影响钻孔质量。
3、观察和测量误差：观察和测量表面形貌变化的过程中可能存在误差，导致位移量的计算不准确。
4、材料本身的力学性能：材料的弹性常数等力学性能参数的准确性也会影响残余应力的计算精度。
为了提高精度，需要采取以下措施：1、使用高精度的钻机和测量设备，确保钻孔直径和深度的准确性。
2、加强表面处理，确保表面干净无杂质。
3、使用高精度的光学显微镜进行观察和测量，减少人为误差。
4、对材料试件进行详细的质量和性能检测，确保其符合实验要求。
数据处理根据实验步骤中记录的位移量和材料的弹性常数，可以计算出孔周围的残余应力。
一般而言，钻孔法测量残余应力的数据处理可以采用以下步骤：1、计算钻孔前后的位移量差值，得到孔周围的位移变化量。
2、根据位移变化量和材料的弹性常数，利用应力释放原理计算孔周围的残余应力。
3、将计算得到的残余应力与实验前的预测值进行比较，评估测量结果的准确性。
4、如果测量结果不满足要求，可能需要重新进行实验，并检查实验步骤和数据处理方法是否正确。
地应力测量方法
地应力测量方法1.水压至裂法水压致裂法地应力测试是通过在钻孔中封隔一小段钻孔，然后向封隔段注入高压流体，从而确定原位地应力的一种方法。
水压致裂法的2种方法试验设备相同，都有封隔器、印模器，使用高压泵泵入高压液体使围岩产生新裂隙或使原生裂隙重张。
常规水压致裂法(HF法)HF法是从射井方法移植而来，假定钻孔轴向为1个主应力方向，岩石均质、各向同性、连续、线弹性，采用抗拉破坏准则，在垂直于最小主应力方向出现对称裂缝，其仅能测得垂直于钻孔横截面上的二维应力。
在构造作用弱和地形平坦区，垂直孔所测结果可代表2个水平主应力，垂直应力约等于上覆岩体自重，裂缝方位为最大水平主应力方位。
HF法测试周期短，不需要岩石力学参数参与计算，适合工程初勘阶段，不需试验洞，可进行大深度测量，是目前惟一一种可直接进行深部地应力测定的方法。
通过对HF法的改进，德国大陆科学深钻计划(KTB)在主孔 6 000 m和9 000 m处已成功获得了地应力资料。
HF法是一种平面应力测量方法，为获得三维应力，YMizutaI和M KuriyagawaE提出3孔交汇地应力测量，我国长江科学院和地壳所也进行了大量的测试。
但研究表明，当钻孔轴向偏离主应力方向，其结果就有疑问，要精确获得三维地应力较困难。
为此，文献[7]基于最小主应力破坏准则，对3孔交汇HF法测试理论进行了完善，其有助于提高测量结果的计算精度，但还有待足够的测量数据来验证。
原生裂隙水压致裂法(HTPF法)HTPF法是HF法的发展，其要求在含有原生节理和裂隙的钻孔段进行裂隙重张试验以确定原位应力。
HTPF法假定裂隙面是平的，且面上应力一致。
对于深孔三维地应力直接测量，HTPF 法可进行大尺度的地壳地应力测试，很有发展前途。
HTPF法同HF法相比，假设少，不需考虑岩石破坏准则和孔隙水压力，在单孔中便可获得三维地应力。
但用HTPF法测试费时，且裂隙产状和位置的确定误差都可降低计算精度。
2.套钻孔应力解除法套钻孔应力解除法根据解除方式和传感器的安装部位分为探孔应力解除法、孔底应变解除法和孔壁切割解除法。
地应力测试方法
地应力主要测试方法总结摘要：本文总结了目前使用较为广泛的26种地应力测试，并对这些方法的基本原理做了简要介绍。
这26种方法按照数据源途径可以分为5大类，分别为基于岩芯的方法、基于钻孔的方法、地质学方法、地球物理学方法以及基于地下空间的方法。
最后文章对这些方法进行了的优缺点和适用范围进行了分析对比。
蓄存在岩体内部未受到扰动的应力称之为地应力，地应力可以分为两类，原地应力和诱发应力，而原地应力主要来自五个方面:岩体自重、地质构造活动、万有引力、封闭应力和外部荷载。
地应力具有多来源性且受到多种因素的影响，因此地壳岩体地应力分布复杂多变。
从海姆假说认为“岩体中赋存的应力近似为静水压力状态，且等于上覆岩体自重”到金尼克假说认为“垂直应力等于上覆岩体自重，水平应力等于岩体泊松效应产生的应力”，人们对岩体应力的认识逐步提高，并利用实测数据否定了以上两种假说。
社会发展的需求直接催生了大量地应力测试和估算方法，而这些方法的发展又进一步促进了人类社会的基础设施建设、资源和能源开发。
随着人类对能源和矿产资源需求量的增加和开采强度的不断加大，浅部矿产资源日益减少，国内外矿山都相继进入深部资源开发状态，而深部开采中遇到的“三高”问题(高地应力、高地温、高水压) 将成为深部开采岩体力学研究中的焦点和难点问题。
准确确定深部开发空间区域的原地应力状态是解决以上难题的必要途径之一，这就需要进行地应力测试方法和技术的研究。
从地应力概念提出至今，各国科学家提出了数十种地应力测试方法，将其按照数据来源进行归类，大概可以分为五大类:基于岩芯的方法、基于钻孔的方法、地质学方法、地球物理方法( 或地震学方法)、基于地下空间的方法。
下面将对各种方法的测试原理和方法发展的脉络作一些简要介绍，表1包括了目前认可程度和使用范围较广的各种方法.表1 原地应力测试和估算方法汇总1 基于岩心的方法1.1 非弹性应变恢复法非弹性应变恢复法(ASR)是通过测量现场从井孔取得的定向岩芯与时间相关的应变松弛变形来反演原地应力场方向和量值的一种方法。
地应力的测量方法
地应力的测量原理目前地应力测量方法有很多种，根据测量原理可分为三大类：第一类是以测定岩体中的应变、变形为依据的力学法，如应力恢复法、应力解除法及水压致裂法等；第二类是以测量岩体中声发射、声波传播规律、电阻率或其他物理量的变化为依据的地球物理方法；第三类是根据地质构造和井下岩体破坏状况提供的信息确定应力方向。
其中，应力解除法与水压致裂法得到比较广泛的应用，其他几种只能作为辅助方法。
1.应力解除法测试原理和技术1.1应力解除法测试原理具有初始应力的岩体，用人为的方法卸去其应力，在岩体恢复变形的过程中测试其应变，然后用弹性力学理论计算出地应力的大小，得出其方向、倾角。
目前国内外地应力测量普遍采用空心包体应变计测量技术。
KX一81型空心包体应变计由A、B、C 3组共12枚应变片嵌埋在1个壁厚约3 mm的空心环氧树脂圆筒中间，圆筒外表面与钻孔壁用专用环氧树脂胶黏结在一起，其是在澳大利亚CSIRO空心包体应变计的基础上研制出来的，是套钻孔应力解除法的一种，只需1个孔就能测量出某点的三维原岩应力，具有使用方便、安装操作简单、成本低、效率高等优点。
1.2完全温度补偿技术KX一81型空心包体应变计与其他许多应变测量仪器一样，均采用应变计作为敏感元件，并根据惠斯顿电桥的原理13J，将应变的变化转换成电压变化经放大后记录下来。
电阻应变计对温度变化是很敏感的，温度发生变化时应变计的电阻值将发生变化，从而产生虚假的附加应变值。
因此在现场测试中必须采取温度补偿措施。
惠斯顿电桥原理：平衡时，检流计所在支路电流为零，则有，（1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流过R2和R4的电流相同（记作I2）。
（2）B，D两点电位相等，即UB=UD。
因而有 I1R1=I2R2；个阻值已知，便可求得第四个电阻。
测量时，选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻作为R3，令被测电阻充当R4，调节R3使电桥平衡，而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表精确。
应力测试的原理
应力测试的原理应力测试目前常用的方法有钻孔法和X射线法。
钻孔法要在试样上面打小孔，会对试样造成一定的破坏，结果准确，能够测试试样上一定深度的残余应力；X射线法是一种无损的方法，但是只能测试试样表面的残余应力。
至于选择什么方法，看你自己的需求了。
不过也可以找专业应力测试检测机构来检测如中船重工第七二五研究所。
钻孔法原理：假定一块各向同性的平板中存在某一残余应力，若钻一小孔，孔边的径向应力下降为零，孔区附近应力重新分布，如图1所示，阴影区为钻孔后应力的变化，该应力称为释放应力，由应变计感受其应变。
通常表面残余应力是平面应力状态，两个主应力和主方向角三个未知数，要求用三个应变敏感栅组成应变花进行测量，每个敏感栅的中心布置在同一半径上如图2所示。
图1 钻孔应力释放原理图图2 钻孔时应变计敏感栅的布置图X射线法：利用X射线穿透金属晶格时发生衍射的原理，测量金属材料或构件的表面层由于晶格间距变化所产生的应变，从而算出应力。
可以无损地直接测定试件表层的应力或残余应力。
原理为：平行相干的X射线射到金属结晶表面时，会发生衍射（图1）[1]。
描述X射线衍射现象的布拉格公式为：（1），通常取衍射级数n 为1。
因此，可通过测量衍射角的变化来确定晶格间距s的变化。
当测定图2所示构件上一点O在x方向的表面应力时，须在与试件表面法线z成角度的方向上射入一束波长为λ的X射线。
在各向同性材料的均匀弹性变形条件下，有如下的关系：式中E和v分别为材料的弹性模量和泊松比；为ψ方向的应变；为法线取OP方向的特定晶格面的X射线衍射角；θ0为材料无应力状态时的衍射角。
图2 X射线测定原理图X射线法可以无损地测量构件中的应力或残余应力，特别适宜于测量薄层和裂纹尖端的应力分布。
是检验产品质量，研究材料强度，选用较佳工艺的一种重要手段。
钻孔应力计说明
主要用来测量煤矿或金属矿预留柱应力的变化，或用来测量基坑岩体、隧道岩体、土基础，在开挖前后应力的变化情况。
它是一种特殊结构的振弦传感器，在安装使用时，可根据需要设置到钻孔中4m以内的任意位置，可选择测力方向，安装方便.
量程： 0-60Mpa
准确度：0.5%FS、1.0%FS
重复性：0.2%FS、0.4%FS
分辨率：0.01%FS
外径：￠40㎜
安装首先将安装工具管子连接起来，钢筋连接起来，使之牢固，成为两根坚固的工具管子和钢筋；将钢筋穿入管子，钢筋插入传感器的中心凹槽中，工具管子上的缺口扣在传感器的销子或电缆上，电缆顺着管子理直，这时从管子的尾端记下传感器的活动块方位，需要测量哪个方向的力，就将传感器的活动块对准哪个方向；。
_FONT+face%3DVerdana_一种测定深部岩体地应力的新方法——钻孔局部壁面应力全解除法__FONT_
(4)
∞ ∞ τ θz′ = (−τ zx sin θ + τ yz cosθ )⎜ ⎜1 +
(5)
。 ⎛ ⎝
2.1.1 钻孔孔壁附近的应力分布 将岩体视为有初始应力作用的均质各向同性线
∞ ∞ τ z′r = (τ zx cosθ + τ yz sin θ )⎜ ⎜1 −
a2 ⎞ ⎟ r2 ⎟ ⎠
(6)
(2)
2
钻孔局部壁面应力全解除法测定岩 体应力的基本原理
a2 cos 2θ − r2
2.1 理论基础 为了阐明钻孔局部壁面应力全解除法测定岩体 应力的基本原理， 必须先对孔壁壁面上的应力-应变 关系进行分析。针对目前在单孔中测量全应力存在 的问题，本文仍然采用已有的线弹性岩石力学理论 来简化地应力计算的力学模型，而且笔者认为这种 简化是合适的
⎫ ⎪ σ θ = σ + σ − 2(σ − σ ) cos 2θ − 4τ sin 2θ ⎪ ⎬ (13) ∞ ∞ ∞ −σ y σ z′ = −2ν (σ x ) cos 2θ − 4ντ xy sin 2θ + σ z∞ ⎪ ∞ ∞ ⎪ τ θz′ = 2(τ yz cosθ − τ zx sin θ ) ⎭
将式1416代入式17得zxyzxy18其中sincossincossincossincoscossincossin22岩体应力测量的基本原理由以上分析可知只要在钻孔的某一局部孔段上在孔壁不同位置对应不同壁面实施取芯钻进进行环形切割实现局部应力解除通过应变花测得不同方向对应不同?值上至测值个数ij岩石力学与工程学报2004时由最小二乘法可以得到21这样根据式21即可计算得到钻孔坐标系23钻孔坐标系与大地坐标系之间的变换关系以上分析都是在钻孔坐标系中进行的为便于实际应用需要把由钻孔坐标系表示的应力分量转换到大地坐标系里来表示
ks-1型钻孔应力计的原理及其应用
KS-1型钻孔应力计的原理及其应用1. 引言钻孔应力计是一种常用的地质工程仪器，用于测量地下岩石的应力状态。
KS-1型钻孔应力计是一种新型的应力计，它采用先进的传感技术和测量方法，能够准确、快速地获取岩石的应力信息。
本文将介绍KS-1型钻孔应力计的原理及其在工程实践中的应用。
2. 原理KS-1型钻孔应力计的工作原理基于岩石的弹性理论和钢筒应力折减方法。
其主要组成包括测压单元、传感芯片、数据处理单元和电源单元。
2.1 测压单元测压单元是KS-1型钻孔应力计的核心部件，主要由压力传感器和钢筒组成。
传感器被安装在钻孔中的岩石层中，感受岩石的应力状态并将其转化为电信号。
钢筒则起到固定传感器和保护传感器的作用。
2.2 传感芯片传感芯片接收测压单元传来的电信号，并将其转化为数字信号。
传感芯片具有高精度和低功耗的特点，能够准确地采集岩石的应力信息。
2.3 数据处理单元数据处理单元负责接收传感芯片发送的数据，并进行处理和分析。
通过算法和模型，将原始数据转化为可读性强的应力信息，包括应力大小、变化趋势等。
2.4 电源单元电源单元为KS-1型钻孔应力计提供电能，保证其正常工作。
电源单元采用可充电的锂电池，能够长时间稳定供电。
3. 应用KS-1型钻孔应力计在地质工程中具有广泛的应用价值。
以下列举了该应力计在几个典型领域中的应用案例。
3.1 桥梁工程在桥梁工程中，岩石的应力状态对桥梁的稳定性和安全性至关重要。
通过使用KS-1型钻孔应力计，可以实时监测桥梁基础岩石的应力变化，及时发现问题并采取措施，保证桥梁的结构安全。
3.2 地下工程地下工程中常常需要钻孔，钻孔的稳定性受到岩石应力的影响。
KS-1型钻孔应力计可以在钻孔过程中实施连续监测，及时获取地下岩石的应力信息，为地下工程的设计和施工提供参考依据。
3.3 岩土工程岩土工程中需要对地下岩石进行力学性质的测试和分析。
KS-1型钻孔应力计可以直接测量岩石的应力大小，为岩土工程的设计和施工提供重要参数，并减少后期风险。
钻孔应力计观测方案
钻孔应力计观测方案：
1) 钻孔计用于观测47201工作面的超前支承压力和侧向支承压力分布特征，设计上、下顺槽（靠工作面侧）分别布置五个钻孔，每孔内布置1台KSE-Ⅱ-1型钻孔应力计。
沿工作面推进方向五个钻孔的深度依次分别为3m、6m、9m、12m和15m，每组测线走向方向相距2m，钻孔高度距底板1.2m。
2) 测线布置位于工作面联络巷和停采线之间，上、下顺槽钻孔深度3m的测线距47201工作面联络巷70~80m位置，并尽可能相同。
钻孔及应力计在工作面内的布置参
应力计直径大10mm。
工作面推进至距联络巷10m左右位置时，应提前将打钻设备布置到位。
打钻时，先打3m钻孔，打钻后及时安装钻孔应力计，然后再依次进行6m钻孔的打孔和应力计的安装工作。
4）实测时，根据工作面推进情况安排观测工作。
当测点距离工作面50m以外时，每隔2天测一次，50m～30m时每天观测一次，30m以内时每天早、中班分别观测一次，
并记录于附表1中。
附表1 工作面超前支承压力记录表
观测日期：年月日观测人：。
钻盲孔法测量残余应力
钻盲孔法测量残余应力作者：来源：发布时间：2007-10-27 13:42:46 浏览次数：870一、目的钻盲孔法测量焊接钢板的残余应力。
二、使用设备和仪器1、DZDL-1型钻孔装置。
2、（西格马的型号为：ASM1.0）静态电阻应变仪。
3、万用表4、测残余应力的应变花三、试样对焊钢板。
四、原理在有残余应力的焊接钢板上钻一小孔，因小孔附近的残余应力被释放，孔区附近的残余应力场发生变化。
只要测出该局部区域的应变变化量，即可计算出板上钻孔处释放前的残余应力值σ1 、σ2：（1-10）（1-11）式中：ε00、ε450、ε900量分别为该处在00、450、900方向上的释放应变；σ1 、σ2：分别为最大，最小主应力；为最大主应力与ε00电阻片参考轴的夹角；E为被测钢板的弹性模量；A、B为应变花的释放系数，TJ120-1.5-φ1.5应变花在普通钢材上的释放系数，为：A=-0.0725±10%（2 倍标准差）B=-0.15140±6%（2 倍标准差）需要说明的是，释放系数A、B与应变花的几何尺寸、孔径、孔深及材料的弹性模量E及泊松比µ有关，应用时必须对每种被测材料进行标定，A、B系数不能通用。
五、测试步骤盲孔法测残余应力的步骤如下：①、将TJ120-1.5-φ1.5应变花按应变计粘贴通用方法准确粘贴在试样测量点上，并焊好测量导线。
粘贴前试样表面应打磨，但在打磨时不能破坏原有残余应力场。
②、连接静态电阻应变仪。
以待测的应变花作为补偿片，将各应变计所接电桥调零。
③、安装钻具，见图1-10（a）。
将带观察镜的钻具放在试样表面上，必要时开启照明灯，在观察镜里观察，初步对准应变花中心位置。
然后在钻具支腿与试样接触处滴少许502胶水，胶水固化后拧紧钻具支腿上的锁帽，将钻具固定于试样表面。
再松开锁紧压盖，调X-Y方向的四个调节螺钉3（必须先松后紧），使观察镜1的十字线中心在转动观察镜观察时始终与应变花中心保持重合。
矿用本安型钻孔应力计应力参数测试实验2
矿用本安型钻孔应力计应力参数测试实验一、实验目的测试矿用本安型钻孔应力计的量程及应力值与矿用本安型钻孔应力计输出值的对应关系二、设备参数1、传感器测量范围： 0MPa～60MPa基本误差: ≤0.5%FS (测量值上限误差)2、输出信号制式:0.1v～2.1v三、实验设备矿用本安型钻孔应力计、油泵、多功能万用表、重力传感器、压力设备。
四、实验方法1、连接应力计、四通阀、压力变送器及油泵，将应力计放置于重力传感器上固定，并将压力传感器、重力传感器与两台多功能万用表连接，保证测试期间随时读取数据并拍照。
2、应力计在注油后，油囊膨胀，压力设备难以固定，因此测试期间仅注入少量油，初始压力定位2MPa。
油泵打压结束后拧紧锥阀，调节千斤顶，对固定在操作台上的压力计施压。
施压过程中，记录测试数据。
3、在变送器测量范围的0、25%、50%、75%、100%五点进行检测，由低到高读取正行程各检测位的显示值和输出信号值，当达到最大值时，保持1 min，然后逐步减至最小值，并读取反行程各检测点的显示值和输出信号值。
例如，在达到60MPa压力变送器50%的量程时，经计算压力变送器此时输出30MPa,电压值为1.1V。
通过操作千斤顶，对应力计施压，当连接压力变送器的万用表显示电压值为1.1V时，稳定1min后观察并记录另一台万用表电压值（10.31mV），经过计算即可得出重力传感器的施压值（25.77KN）。
五、实验数据配备60MPa压力变送器备注：1、此时使用应力设备显示单位为mV,定义为1mV对应250Kg2、机械压力转液压1Mpa=10公斤（Kg）=100N；3、液压转模拟量输出；液压传感器量程：0~60Mpa；液压传感器输出：0.1~2.1V；公式：V =1/30P+0.1V V代表输出电压值；P代表实际压力；六、试验结论1、应力计的量程为60KN2、应力值与输出信号值之间成线性比例关系，应力值越大，比例值越小。
钻孔崩落应力测量方法简介
钻孔崩落应力测量方法简介一．孔壁崩落的力学机制根据弹性理论，在单项水平应力σ作用下的一个无限大矩形平板中,其内部为一均匀应力场。
这时的应力分布状态为:式中，θ由σ方向逆时针量取，σ r 、σ θ 和τ rθ 分别为径向，切向和剪切应力。
当在矩形板中心钻了一个半径为α的圆孔后，势必扰动原来的应力场，寻致应力的重新分布。
这时，在圆孔附近的应力分布由基尔希方程给出：而当γ=α时，也就是说，孔壁上的应力分布为:由方程(3)可以看出,当时,即在与σ垂直的孔径的两个端点上,切向应力σ θ 有最大值3σ，当θ＝0和π时，即在平行于σ的孔径的两个端点上，切向应力仅有极小值为-σ。
由上述可见，应力的集中，仅仅是在与σ正交的直径的孔壁上，切向应力取得最大值。
而随着径向的延伸(即r逐渐增大)，在与σ垂直的方向(即)上，切向应力变化为：显然，切向应力σ θ 随着径向的延伸而迅速减小。
当半径(r)等于几个钻孔半径时，切向应力就近似地等于施加应力(σ)。
如当r＝1.3α时，σ θ ＝1.82lσ，而当r＝4α时，σ θ 就仅为1.0372σ。
地壳中的岩石，一般都是处在各向不等载荷的压应力作用下。
对于一个沿直铅孔来说，它的横载面往往都是处于两项水平主应力σ 1 和σ 2 (σ 1 >σ 2 )的压缩之下。
根据叠加原理，这时孔壁上(即r＝α处)的应力分布状态为：由上式可见，当时，即在与最小水平主应力平行的钻孔直径的两个端点(M和N)，切向应力σ θ 达到最大值(σ θ ＝3σ 1 -σ 2 )；而当θ＝0和π时，即在与最大水平主应力平行的直径的两个端点(P和Q)，切向应力σ θ 达到最小值(σ θ ＝3σ 2 -σ 1 图2)。
根据脆性破裂理论，当作用在M和N点处的切向应力，达到或超过该点处的破裂强度时，就会使孔壁岩石崩落，形成崩落椭圆孔段，其长轴方向与最小水平主应力方向平行。
二．钻孔崩落椭圆的形成条件在不同地质时期形成的各种岩石，都具有一定的强度，因而在地壳应力场的作用下，能够发生弹性变形，并可以在孔壁附近引起应力集中。
矿区崩塌的监测方法
矿区崩塌的监测方法
矿区崩塌的监测方法是指通过各种手段和工具，对矿区的地质环境、岩石的稳定性、崩塌的迹象等进行实时监测和记录，以评估矿区的安全状况，预测可能发生的崩塌事件，并采取相应的措施来预防和应对崩塌灾害的方法。
矿区崩塌的监测方法有很多种，包括以下几种：
1.地质勘察：通过地质调查、勘探和监测等方法，对矿区的地质构造、岩性
特征、节理裂隙发育状况、地下水状况等进行详细了解和分析，以评估矿区的地质稳定性。
2.岩体位移监测：通过测量岩体的位移量、位移速率和方向等参数，监测岩
体的变形状况，以评估岩体的稳定性和崩塌风险。
常见的监测仪器包括测斜仪、位移计、激光雷达等。
3.岩石应力监测：通过测量岩石的应力状态和变化，了解岩石的受力状况和
应力集中区域，以评估岩石的稳定性和崩塌风险。
常见的监测方法包括应力解除法、应力恢复法、地应力测量等。
4.地下水监测：通过监测地下水位、水质和水温等参数，了解地下水的分布
和变化规律，以评估地下水对矿区稳定性的影响。
5.气象监测：通过监测气象参数如降雨量、风速、气温等，了解气象条件对
矿区稳定性的影响。
6.人工巡检：通过人工巡检的方式，对矿区的边坡状况、岩石变形、裂缝发
育等进行实地观察和记录，以评估矿区的安全状况。
总的来说，矿区崩塌的监测方法多种多样，需要结合具体情况选择合适的方法进行实时监测和记录。
通过对监测数据的分析和处理，可以及时发现崩塌的迹象，采取相应措施来预防和应对崩塌灾害。
钻孔应力计C
钻孔应力计C
钻孔应力计有振弦式和液压式两种形式，均属于电测元件。
本方案成都东旭采用的是振弦式，可以实现远距离监测和自动记录，有利于地压监测自动化。
钻孔应力计工作原理：通过岩体应力变化引起钻孔变形，此变形传递至测量元件，引起元件中钢弦张力的变化，钢弦的共振频率和振动产生的电流随之发生变化。
因此，测量仪表通过测量电流，并由电流—振弦振动频率—振弦张力—钻孔变形—岩体应力变化之间的关系即可获得围岩压力的变化。
钻孔应力计成都东旭以钢弦作传感元件，数字讯号输出，具有灵敏度高、抗干扰能力强、长期稳定性好、可以遥测、使用方便、过程操作重复性好等优点。
圆形承压板和油压枕间是面接触滑动配合。
当
压枕固定，承压板可沿面滑动，直径随之扩大，以保证承压板与钻孔壁接触之后较快接受来自岩体的压力。
根据监测方案设计，建议立即着手对仪器设备考察、采购，及时建立空区监测系统，为矿体安全回采提供安全技术保障。
同时矿山地压监测是一个长期的过程，只有对监测数据的连续观测并经合
理分析后才能对矿山的地压灾害进行预测预报。
地压监测通常都是多方面、多手段的综合监测。
根据此次监测范围大、兼顾短期及长期监测等因素。
本着简单、实用、经济的原则选用以下几种监测手段：
(1)采用钻孔应力计测量压力变化值；
(2)采用声发射仪器监测空区围岩的变化；。
内应力钻孔测试法
树脂成型部件残余应力的测量方法 ～钻孔法～什么是残余应力作为树脂内生应力的一个典型例子，残余应力是在不受外力作用的情况下由内部材料产生的一种应力。
其大小取决于成型条件、成型品形状等多种因素。
树脂注射成型时必然会产生残余应力，只是大小有别而已。
其原因是在注射成型时，熔融树脂的表层和内层的固化收缩速度不同（存在时间差），于是固化慢的内部就会在固化的同时对固化快的外部产生拉伸作用，从而产生残余应力。
残余应力所导致的问题残余应力会导致部件变形、疲劳断裂、溶液膨胀加快等问题，因此必须预先了解并设法降低它。
钻孔法概述钻孔法（hole-drilling method）是评估金属材料残余应力的一种有效方法。
其过程是贴上微型花式 3 向应变仪，在其中心部分钻孔（半断裂法），然后根据孔的变形情况来求出开放应力。
ASTM （美国材料试验学会）已将此法标准化。
钻孔法的原理在毫无应力的试件上钻孔时孔将呈正圆形，而在有应力的试件上钻孔时孔则会产生应变。
这种应变的大小和方向与该处存在的应力有关，因此用设置在孔周围的 3 向应变仪来测量该应变后便可求出原有的残余应力值。
传统方法的改进及其在树脂方面的应用厚壁金属部件的应力均匀分布在测量范围内，而树脂成型品的薄壁处则分布有残余应力，因此用钻孔法来求出树脂成型品的残余应力时就要设法找到这种应力分布的适当表达方法。
本公司经过认真研究测量方法和条件开发出了新的逐次计算法，从而能够定量评估残余应力在表层附近到内层的分布状况。
总结逐次计算法既可用来评估残余应力，也可用来评估树脂部件内层部分所承受的负荷应力。
也就是说，可通过评估组装和加工（焊接、螺钉固定、弹性配合等）时树脂部件所承受的负荷来求出最佳制造条件的指标。
我们希望这项评估技术能够与本公司的产品一起被广泛应用于树脂产品厂家的多个方面，如树脂成型部件的形状设计、成型加工、故障分析等。
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钻孔崩落应力测量方法简介一．孔壁崩落的力学机制根据弹性理论，在单项水平应力σ作用下的一个无限大矩形平板中,其内部为一均匀应力场。
这时的应力分布状态为:式中，θ由σ方向逆时针量取，σ r 、σ θ 和τ rθ 分别为径向，切向和剪切应力。
当在矩形板中心钻了一个半径为α的圆孔后，势必扰动原来的应力场，寻致应力的重新分布。
这时，在圆孔附近的应力分布由基尔希方程给出：而当γ=α时，也就是说，孔壁上的应力分布为:由方程(3)可以看出,当时,即在与σ垂直的孔径的两个端点上,切向应力σ θ 有最大值3σ，当θ＝0和π时，即在平行于σ的孔径的两个端点上，切向应力仅有极小值为-σ。
由上述可见，应力的集中，仅仅是在与σ正交的直径的孔壁上，切向应力取得最大值。
而随着径向的延伸(即r逐渐增大)，在与σ垂直的方向(即)上，切向应力变化为：显然，切向应力σ θ 随着径向的延伸而迅速减小。
当半径(r)等于几个钻孔半径时，切向应力就近似地等于施加应力(σ)。
如当r＝1.3α时，σ θ ＝1.82lσ，而当r＝4α时，σ θ 就仅为1.0372σ。
地壳中的岩石，一般都是处在各向不等载荷的压应力作用下。
对于一个沿直铅孔来说，它的横载面往往都是处于两项水平主应力σ 1 和σ 2 (σ 1 >σ 2 )的压缩之下。
根据叠加原理，这时孔壁上(即r＝α处)的应力分布状态为：由上式可见，当时，即在与最小水平主应力平行的钻孔直径的两个端点(M和N)，切向应力σ θ 达到最大值(σ θ ＝3σ 1 -σ 2 )；而当θ＝0和π时，即在与最大水平主应力平行的直径的两个端点(P和Q)，切向应力σ θ 达到最小值(σ θ ＝3σ 2 -σ 1 图2)。
根据脆性破裂理论，当作用在M和N点处的切向应力，达到或超过该点处的破裂强度时，就会使孔壁岩石崩落，形成崩落椭圆孔段，其长轴方向与最小水平主应力方向平行。
二．钻孔崩落椭圆的形成条件在不同地质时期形成的各种岩石，都具有一定的强度，因而在地壳应力场的作用下，能够发生弹性变形，并可以在孔壁附近引起应力集中。
钻孔崩落椭圆的形成，必须满足一定的地应力场条件，即最大水平主应力与最小水平主应力不相等。
如果钻孔处于各项均匀的地应力场中(即σ 1 =σ 2 )，这时沿钻孔圆周的切向应力σ θ ≈2σ 1 ，假定岩石也是各项均匀的话，则不会产生优势方向的孔壁崩落现象。
大量的地壳应力测量资料表明，在地壳中各项应力都存在着明显差异，而且两项水平主应力值及其差值(σ 1 -σ 2 )，大都是随深度呈线性增加的。
因此，一般来说，形成钻孔孔壁崩落的地应力场条件是普遍存在的。
三、钻孔崩落椭圆的测量方法1．测量方法钻孔孔径的大小和方向是由四臂地层倾角井径测井仪直接测量的。
我国的许多油田，大都是使用斯仑贝谢测井公司的测量装置。
这种测量装置的四臂相交成90°，且I一III和II—IV测臂彼此正交。
其四臂均由液压驱动，使之与孔壁紧密接触。
当测井电缆由孔底以一定速率向上提升时，则井下装置总是以一定速率旋转。
当井下测量装置上升到崩落椭圆孔段时，其中一对测臂旋转到椭圆孔段的相对长轴方向，且自动伸开，与之正交的另一对测臂则处于接近钻孔直径的相对短轴方向。
这时，由于一对测臂嵌入到钻孔崩落的长轴孔径中，因而不再转动，随着测井电缆的不断提升，而连续地测量孔径的变化。
2．崩落椭圆长轴方位角的计算四臂地层倾角井径测井仪除直接测量两条相互正交的井径曲线(即C l-3 和C 2-4 井径外)，由于该仪器装有一套相应的磁定向装置，还同时记录有C 1 极板的相对方位角，井斜方位角以及井斜角。
它们之间的几何关系如图4所示。
{Ⅰ,Ⅱ,Ο,Α}为仪器坐标系，(Ο，E，N，V)为大地坐标系，仪器平面和水平面相交于直线FF'，平面M 过直线OA和OV，并和仪器平面，水平面分别相交于直线DD'、BB'。
显然，直线FF'⊥M，而且＜BOD 就等于井斜角，同时，OB和OB'分别为OD和OD'在水平面上的垂直投影，OB和磁北极N的夹角就是井斜方位角，在仪器平面上OI和OD的夹角为相对方位角，α为其在水面上的垂直投影角；OI'为OI在水平面上的垂直投影，它和磁北极N的夹角就是C l 极板的方位角。
由上述得到：PIAZ＝AZIM+α．(6)由于在四臂地层倾角测井曲线图上，并不记录α角，因此由图4，设为单位矢量，在仪器坐标系中它的坐标为＝(0，1，0)，设在坐标系(O，F，B，V)中的坐标为＝(I F ，I B ，I V )，则由图4可知：式中；PIAZ为C l 极板的方位角；AZIM为井斜方位角；DEVI为并斜角；RB为C l 极板相对方角位。
实际上，由于井斜角一般都很小(大多小于5°)：即cosDEVI值近似等于1，故(7)式可简化为：PIAZ≈AZIM十RB (8)如果C l-3 井径曲线是长轴井径，则崩落椭圆长轴方位角(o)就等于PIAZ。
即：α＝PIAZ．(9)当C 2-4 井径曲线为长轴井径时，其长轴方位角(α)则为：α＝AZIM十RB十90°．(10)在有些测井记录中，有时直接记录C 1 极板方位角(PIAZ)，这时，我们可以直接从图上读取其长轴方位角。
3．钻孔崩落椭圆的特征与识别根据形成钻孔崩落椭圆力学机制的分析，我们把崩落椭圆的特征归纳如下：1)钻孔横截面具有明显的长轴方向。
在四臂地层倾角井径测井记录图上，一条井径曲线比较平直，接近或等于钻头直径，而另一条井径曲线则比钻头直径大得多。
2)椭圆孔段在深度上具有一定的长度。
在同一个钻孔的不同深度上，这种崩落孔段有时较短，为几米或几十米，有时相当长，达几十米，甚至上百米，但其长轴方向基本不变，而且井径仪在崩落段的顶，底面均在旋转运动。
3)在钻孔横截面的两个正交方向上均有扩径现象，但一条井径曲线扩径幅度不大；而另外一条则大得多，仍保持有相当明显的长轴方向，而者扩径幅度截然不同。
四条电导率曲线均较稳定或同步变化。
对于由断层破碎带，高角度自然裂隙等所形成的椭圆孔段，由于在双井径曲线上它们形态相似，难于辨别真伪，需要借助于用来确定地层倾角的四条电导率曲线的分析，将该孔段划分出来，予以剔除。
对于由断层破碎带，高角度自然裂隙等所形成的椭圆孔段，由于在双井径曲线上它们形态相似，难于辨别真伪，需要借助于用来确定地层倾角的四条电导率曲线的分析，将该孔段划分出来，予以剔除。
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KX一81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2°- 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Φ130mm的钻孔，至一定深度时，将孔底磨平，再打一个喇叭孔(起导正作用)，在大孔中心钻一个Φ36mm的测量小孔，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。
绝对应力测量是在测量小孔外，再用Φ130mm口径的钻头同心钻进，开挖应力解除槽，在钻进过程中，导线从钻杆中心穿过，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，通常在单孔中进行多次测量，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。
若是平面应力计算，可求出最大主应力大小及方向和最小主应力的大小；若是空间应力测量，可求出最大、中间、最小主应力的大小、方向和倾角。
二、KX一81型空芯包体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°粘贴(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36—38mm的小钻孔中。
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10 KX-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空隙；11-柱塞；12-岩石钻孔；13-出胶孔；14-密封圈；15-导向头；16-应变花压磁应力测量方法简介地应力测量系统包括YG-73型和YG-81型压磁应力计，DLD-数字应力仪，CW-250传感器，围压率定机以及定向装置。
实验证明该测量系统是可靠的。
在实验室条件下，最大主应力相对测量误差一般小于5％，方向误差小于3％(用标准棱柱检验其误差小于3％)。
完全满足地应力测量工作的需要。
测量精度一般超过其它类似的方法。
一、地应力测量过程在需要测量地应力的那一点上，钻一个直径约36mm的小孔，把应力计安装在小孔中的适当位置，定向，同时给应力计施加预应力，并把仪器的读数记录下来。