[發明專利]一種地應力測量的滯彈性應變恢復法柔度比測試系統和測試方法

在審

• 申請號: 202010594472.X
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111811923A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 周福軍;杜世回;孟祥連;張文忠;黃凱;巨德彬;陳興強;張延新;馬濤;王棟;柏青;黃勇;苗曉岐;李俊青;張玉璽;王杜江;羅文藝
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12;G01N1/28
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種地應力測量的滯彈性應變恢復法柔度比測試系統，其特征在于：所述測試系統包括液壓加載子系統和數據采集子系統；

所述的液壓加載子系統包括高壓泵(1)、壓力管路(2)和高壓恒載儀(3)；

所述的高壓恒載儀(3)由缸體(15)、壓力腔(17)、高壓密封膠套(18)、連接法蘭(6)、高強螺栓(7)、注油接口(14)、壓力變送器的接口(16)及固定底座(13)組成；所述的缸體(15)為一中空的圓柱體，所述的缸體(15)的底部設置固定底座(13)，缸體(15)中間為中空的壓力腔(17)，壓力腔(17)內壁設置高壓密封膠套(18)，缸體(15)的兩端設置連接法蘭(6)，高強螺栓(7)固定高壓密封膠套(18)在缸體(15)內；所述的缸體側面設置有注油接口(14)。

所述的數據采集子系統包括計算機(11)、滯彈性數據采集儀(9)、壓力變送器(4)、壓力信號線(5)、滯彈性應變片(19)、應變信號線(8)及數據線(10)；所述的壓力變送器(4)與壓力變送器接口(16)連接，采集的壓力信號通過壓力信號線(5)連接滯彈性數據采集儀(9)的第一通道；所述的滯彈性應變片(19)設置在勘察巖芯試件(12)表面，通過壓力信號線(5)連接滯彈性數據采集儀(9)的第二通道；所述的滯彈性數據采集儀(9)通過數據線(10)與計算機(11)連接。

2.根據權利要求1所述的一種地應力測量的滯彈性應變恢復法柔度比測試系統，其特征在于：所述的高壓恒載儀(3)壓力腔(17)內徑為120mm；連接法蘭6的內徑范圍為30-110mm；所述的高壓密封膠套(18)采用內徑范圍為30-110mm。

3.一種地應力測量的滯彈性應變恢復法柔度比測試方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟一：試件制備：根據鉆探采取的巖芯或者現場采集的巖塊，制作滿足測試要求的標準直徑和高徑比(高度與直徑的比值)的圓柱形試件；

步驟二：試件貼片：采用雙軸貼片方式在試件中部進行貼片，并檢查貼片的貼合程度，以保證能夠讀取應變片電阻值。

步驟三：恒載試驗：將巖芯平穩安置在高壓恒載儀的壓力腔內，通過高壓恒載儀，按照速度給試件施加雙向壓力至一定荷載后保壓，通過滯彈性數據采集儀，同步采集壓力信號和應變信號，統計巖芯平均滯彈性應變值。

步驟四：成果整理：建立滯彈性應變恢復法柔度比計算公式，根據試件滯彈性恒載試驗，將數據采集子系統采集的軸向和環向滯彈性應變恢復值經統計處理，獲得各分級恒載加載階段滯彈性應變—時間曲線，計算滯彈性應變恢復法柔度比。再基于滯彈性應變恢復理論，計算求解工程巖體地應力值。

4.根據權利要求3所述的一種地應力測量的滯彈性應變恢復法柔度比測試方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟一：試件制備

(1)試件可用巖芯或巖塊加工制成；

(2)試件尺寸：巖石試件采用圓柱體作為標準試件，滿足測試儀器的直徑、高徑比要求。

5.根據權利要求3所述的一種地應力測量的滯彈性應變恢復法柔度比測試方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟二：試件貼片

(1)布片方式：采用雙軸貼片方式，即巖芯軸向貼片和環向貼片方式；

(2)試件貼片：在試件中部3處貼片位置均勻涂抹厚度小于0.1mm的防潮膠水，粘貼軸向和環向應變片，適當移動應變片使膠水分布均勻；使用聚四氟乙烯薄膜放置在應變片上并用手指按壓，按壓時盡量保持應變片位置固定、不產生錯動，使得應變片牢固粘結；再涂抹一層膠水，保證膠結質量、防護應變片。

(3)貼后檢查：應變片粘貼完畢，待膠水完全固結，測量應變片阻值應與原阻值一致；否則，將對應應變片刮除并重新貼片。