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岩石试验机如何做岩体现场试验?

2021-04-15 10:42:53

岩体现场试验主要包括岩体变形试验,抗剪强度试验和岩体应力测定。

岩体变形试验

岩体变形试验包括承压板法、狭缝法、单(双)轴压缩法,径向液压枕法及水压法等。

①承压板法是通过刚性或柔性承压板,施力于半无限空间岩体表面,测量岩体变形量。

②狭缝法(又名刻槽法)是通过埋设在岩体狭缝中的液压枕对狭缝两侧岩体施加压力,测定岩体变形模量和研究岩体破坏前的变形特性。

③单(双)轴压缩法,系在试点四周被切开的狭槽内,埋入液压枕,并通过它对岩体施加压力, 测求岩体变形。

④径向液压枕法基本原理也是对岩体施加压力,测定其相应的变形量,但由于试验设备庞大,测试周期长,应尽量少作。

⑤水压法是在密闭的试验洞内充水加压,测量其洞径的变形量,用于求取岩体的抗力系数和应力——变形规律,是一种较为可靠的方法,但是费用大、周期长,宜尽量少用。目前应用最广的是承压板法。水压法和径向液压枕法主要用于大尺寸的和重要的有压隧洞求围岩的径向变形模量。此外,钻孔膨胀仪是近20多年发展起来的,在钻孔中测量岩体变形的仪器,它的名称很不统一,通常叫钻孔膨胀仪,也叫钻孔压力仪、钻孔变形仪、或钻孔弹性仪等。

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岩体抗剪强度试验

岩体抗剪强度试验可分为三种:①混凝土与岩体直剪试验,测定混凝土与岩体接触面的抗剪强度指标;②岩体与岩体的直剪试验,测定风化岩体或半坚硬岩体本身的抗剪强度指标;③岩体与软弱结构面的直剪试验,测定软弱结构面的抗剪强度指标。近来还发展了用楔形体试件研究不同倾角夹层的抗剪试验方法。

岩体应力测试

目前进行的方法有表面应力测试和钻孔应力测试。表面应力测试是测量岩体表面或地下洞室(人工,天然)围岩表面经扰动后重新分布的应力状态,一般采用解除法和恢复法。钻孔应力测试用于测定钻孔中较深部位的岩体天然应力状态,可分孔底应变测试法与孔径应变测试法,需用三孔交会来测岩体的全应力场。孔壁应变测试法只需一孔就可测得岩体的全应力场,基本上反映岩体的初始应力。水压破裂法是在深孔中测量地应力,操作较简便,其实质是用橡皮栓塞将欲测地应力的一段钻孔两端封闭,然后用高压泵向测段内压水,一直到岩石发生破裂。纪录到的压力与岩体初始应力,以及破裂方向与初始应力之间存在着基本弹性理论关系,利用这一关系估算初始应力的大小和方向。通过岩体应力测试,可判断水工建筑物地区地应力的方向和量级,为合理布置地下建筑物提供依据,判断地下建筑物硐室围岩的稳定性。长期监测地应力也可为地震预报提供依据。但由于岩体应力场的随机变化很大,各种方法测定的数据可比性差, 目前尚处于研究和探索阶段。

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