【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种岩土工程地应力测试技术,尤其是一种基于平面应力条件下的新 型声发射地应力场测量技术。
技术介绍
随着国民经济的快速发展,矿山开采、交通运输、水利建设等建设工程中所遇到的 稳定性问题也日益突出。大量岩土工程实例表明,地应力中最大主应力的大小、方向对工程 稳定性影响甚大,且不少地方水平地应力高于垂直地应。近年来,地应力测量方法主要以传 统声发射法、水压致裂法和空心包体应变测量技术为主。岩石类材料在受到外载荷作用时,其内部储存的应变能会因微破裂作用而快速释 放产生弹性波,发生声响,称为声发射。传统声发射法测量地应力就是基于这样一种现象, 即材料在经过一次或几次反复加载_卸载后,再一次对其加载时,如果没有超过先前的最 大应力,则很少发生声发射,只有达到并超过以前的最大应力,才能产生大量声发射,这种 现象也叫Kaiser效应。现场测量时要获得存在于开挖岩体及其周围区域内的三维应力状 态就必须在岩体上取交汇于测点六个互不平行的定向岩芯,然后在试验室中对加工好的各 个定向试样逐个加载,通过声发射测量测定试样先前受到的最大应力,并将它定为采芯地 点某个方向的应力,最后依照弹性力学的基础,解方程组计算出该点的最大主应力大小及 方向。此方法的缺点是定向取样非常麻烦,要准确的在一个点上获取六个不同方向的岩样 十分困难,同时,即使是取得了 6个方向的岩样,但只要有一个方向的岩样失败,那么就得 不出方程组的解析解,即该点的最大主应力无法得出。因此为保证测试的成功,有些学者建 议在每个方向上取4个样,那么6个方向就是24个样,这样在一点上取这么多直径为50mm 的 ...
【技术保护点】
一种基于平面应力条件下的新型声发射地应力场测量技术,其具体步骤是:(1)假设垂直方向为已知主应力σ↓[Z],主应力大小可由公式σ↓[Z]=γd求得,式中γ为上部岩层容重,d为埋深;(2)水平方向上,在相互垂直的两个方向及与此夹角45度的方向,即X,Y,X45Y每个方向上取4个直径30mm,高60mm的岩样;(3)将加工好的标准试件在电液伺服压力机上做单轴抗压试验,将声发射探头抹上凡士林,并用胶带紧贴在试样侧面。试验开始时,需保证声发射仪与应力应变数据采集系统同时记录试验数据,试验要求加载速率控制在0.006mm/s-0.008mm/s,加载至试样出现残余强度,停止加载和记录;(4)声发射仪记录得到能量累积计数-时间曲线,应力应变数据采集系统记录得到应力-时间曲线,两组数据以时间为统一坐标轴,绘制能量累积计数-应力-时间关系曲线。分析该曲线,能量累积计数-时间曲线斜率的突变点所对应的应力即为Kaiser点;(5)利用上述试验方法,得到三个方向对应的Kaiser点应力,分别为σ↓[X],σ↓[Y],σ↓[X45Y];根据以下理论计算公式可计算水平方向两个主应力的大小及方向:***式中:σ↓ ...
【技术特征摘要】
一种基于平面应力条件下的新型声发射地应力场测量技术,其具体步骤是(1)假设垂直方向为已知主应力σZ,主应力大小可由公式σZ=γd求得,式中γ为上部岩层容重,d为埋深;(2)水平方向上,在相互垂直的两个方向及与此夹角45度的方向,即X,Y,X45Y每个方向上取4个直径30mm,高60mm的岩样;(3)将加工好的标准试件在电液伺服压力机上做单轴抗压试验,将声发射探头抹上凡士林,并用胶带紧贴在试样侧面。试验开始时,需保证声发射仪与应力应变数据采集系统同时记录试验数据,试验要求加载速率控制在0.006mm/s 0.008mm/s,加载至试样出现残余强度,停止加载和记录;(4)声发射仪记录得到能量累积计数 时间曲线,应力应变数据采集系统记录得到应力 时间曲线,两组数据以时间为统一坐标轴,绘制能量累积计数 应力 时间关系曲线。分析该曲线,能量累积计数 时间曲线斜率的突变点所对应的应力即为Kaiser点;(5)利用上述试验方法,得到三个方向对应的Kaiser点应力,分别为σX,σY,σX45Y;根据以下理论计算公式可计算水平方向两个主应力的大小及方向 <mfenced open='{' close=''><mtable> <mtr><mtd> <msub><mi>σ</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn> </mfrac> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>σ</mi> <mi>I</mi></msub><mo>+</mo><msub> <mi>σ</mi> <mi>III</mi></msub><mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mfrac><mn>1</mn><mrow> <mn>2</mn> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> <mi>θ</mi></mrow> </mfrac> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>σ</mi> <mi>I</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mi>σ</mi> <mi>III</mi></msub><mo>)</mo> </mrow></mtd> </mtr> <mtr><mtd> <msub><mi>σ</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn> </...
【专利技术属性】
技术研发人员:许振华,乔兰,王清来,李远,
申请(专利权)人:中国瑞林工程技术有限公司,北京科技大学,
类型:发明
国别省市:36[中国|江西]
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