钻孔变形法测试岩体变形参数

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b.将组装后的测量探头放入孔内预定深度,经定向后立即施加 0.5Mpa的压力,探头即自行固定,读取初始读数。
c.加压。
①将最大的试验压力分为7~10级,并分级施加压力。加压方式一 般采用逐级一次循环法或大循环法(当岩体中天然应力较高时,宜 用大循环法)。 ②加压后立即读数,以后每隔3~5min读数一次,当相邻两次读数 差 与同级压力下第一次读数与前一级压力下最后一次读数 之比 <5%时,可认为变形稳定,然后卸压。 ③大循环法两相邻循环的读数差与第一次循环的变形读数之比小于 5%,可认为变形稳定,可卸压,但大循环次数应不少于3次。 ④卸压后的读数要求和稳定标准与加压时相同。
四、数据处理
4.1 数据处理及其原则 4.1.1 原始数据处理
检查、核对原始数据去掉不合理且原因不明的数据。 在岩体的实际变形过程中,弹性变形与塑性变形是同时发生的, 不易区分出弹性变形。如果认为回弹曲线不包括塑性变形,利用回 弹曲线计算弹性模量不失为一种方法。而实际上对于裂隙节理较发 育的岩体,在低压时都会伴随有一定程度的裂隙闭合与张开。同时 径向的全变形包括了初始加压段中由于岩体裂隙的闭合造成的变形, 这部分变形在计算变形模量中要予以去除。
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2.2.2 地质描述
a.钻孔描述; b.岩石名称、构造、主要成分及风化程度; c.钻孔岩心RQD值、地下水及岩层透水性; d.岩体结构面类型、产状、性质、隙缝及充填物性质等; e.钻孔平面布置及柱状图。
三、实验步骤及现象
3.1 实验步骤及现象 a.准备工作。 ①向钻孔内注水至孔口,将扫孔器放入孔内进行扫孔,直至上 下连续三次收集不到岩块、岩粉为止。 ②按弹模仪或膨胀计使用要求,进行探头直径标定。
公式:
U dp(1 )
E0
d-----钻孔直径(cm); p-----压力(Mpa); E0--------岩岩石石泊弹松性比(。变形)模量(Mpa);
实验原理简图
二、实验设备及实验前准备工作
2.1 实验设备
a. 旋转式钻机一台,包括起吊设备、足够长度的钻杆及金 刚石钻头、扫孔器及花杆等。
b.水泵1~2台,离心式或往复式,最高扬程应相当于试验 最高压力水头的1.3 ~1.5倍。
d.每一循环过程中,一般卸压至初始压力。最后一次循环在卸压至 初始压力后,应进行稳定值读数,然后将压力卸至零并保持一段时 间,再移动探头。
e.试验结束后,应取出探头,对橡皮囊上的压痕进行描述,以确定 孔壁岩块掉落与开裂现象和方向。
f.试验过程中,如压力突然下降,应及时取出探头,检查橡皮囊是 否破裂,若已破裂需要更换后再进行试验。
4.1.2 数据处理的原则
在进行数据处理时有两种方法:一种为采用压力变形曲线 低压段计算变形模量,高压段计算弹性模量;另一种方法为利 用整个加压段计算变形模量,利用整个回弹曲线计算弹性模量, 必要时可以分级计算。一般建议结合工程情况采用后一种计算 方法。必要时可按实际工程荷载考虑。
4.2 绘制应力与应变曲线
钻孔变形法测试岩体 变形参数
主要内容
1 实验原理 2 实验设备及实验前准备工作 3 实验步骤及现象 4 实验数据的处理 5 钻孔变形法的发展状况
前言
岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。静力法的基本 原理是:在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加一定的荷载, 并测定其变形;然后绘制出压力-变形曲线,计算岩体的变形参数。 据其方法不同,静力法又可分为承压板法、狭缝法、钻孔变形法及 水压法等。动力法是用人工方法对岩体发射或激发弹性波,并测定 弹性波在岩体的传播速度,然后通过一定的关系式求岩体的变形参 数。根据弹性波的激发方式不同,又分为声波法和地震法。
钻孔柱状图
五、钻孔变形法的发展状况
岩体弹性模量是水利水电等大型工程建设中非常重要的岩 体参数,而钻孔弹模测试是获取岩体变形参数的重要方法之 一 。钻孔变形法在工程地质勘察、地基处理监测、岩体承 载力测试等领域有广泛的应用。同时,钻孔变形法还可以结 合声发射法、数字成像技术等方法,在工程测试中进行应用。
一、实验原理
钻孔变形法是通过放入岩体钻孔中的弹模仪或膨 胀计,施加径向压力于钻孔孔壁,量测孔壁在压力作 用下的变形量(U),根据岩体压力与变形关系曲线求出 岩体的弹性模量、变形模量及各向异性参数等。
根据弹性力学理想弹塑性力学平面应变问题,该 实验可简化成厚壁圆筒模型,本试验主要测定岩体变 形参数是弹性模量E或变形模量E0、泊松比。
c. 压缩空气瓶或油泵、油管、电缆、主机。 d. 钻孔弹模仪或钻孔膨胀计。
钻孔弹模仪
岩石钻孔膨胀计
GY型钻孔弹模仪
2.2 实验前准备工作
2.2.1 试验孔施工
孔径须略大于膨胀计或弹模仪直径,且孔壁光滑 平直。在受压范围内,言行不应有突变或大的构造 不连续,4d范围内的岩性应相同;加压段边缘距孔 口不小于1倍加压段长,距孔底不小于0.5倍加压段长, 两试点之间不小于1倍加压段长。
绘制各点的压力与变形曲线、各测点的压力与变形模量关 系曲线、压力与弹性模量关系曲线以及与钻心柱状图相应的 沿孔深的弹性模量、变形模量分布图。
钻孔变形法试验报告
实验原理:
孔号
孔深h/ m
钻孔直 加压等 时间t/ 压力读数w/ 相邻读数差 径向应变U/
径d/ 级 min
Mpa
值∆w/
mm
mm
Mpa
应力与应变曲线
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