[發明專利]快速構建應力飽和的原巖地應力測試標準件的方法

有效

• 申請號: 202010897162.5
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111999148B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 劉杰;唐洪宇;徐曜冬;鄒迅;陳凱;謝曉康;李洪亞;石謙;李政;杜卓興;李運舟;楊浩宇
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01L5/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種快速構建應力飽和的原巖地應力測試標準件的方法，該方法包括以下步驟：步驟1：制備現場原巖試樣；步驟2：鉆設應力主孔和監測副孔；步驟3：均勻布置多個副孔壓力傳感器；步驟4：對各應力主孔進行顏色標記，在各應力主孔內沿孔深方向均勻布置多個主孔壓力傳感器；步驟5：回填各應力主孔；步驟6：利形成側限剛度類巖石的約束邊界層；步驟7：在現場原巖試樣上除應力主孔和監測副孔所在面的其他面上安裝應力鎖死構件。本發明所要解決的技術問題是提供一種快速構建應力飽和的原巖地應力測試標準件的方法，可以解決制樣時間長，測試精度和準確度無法保證的問題。

技術領域

本發明涉及原巖地應力測試技術領域，尤其是一種快速構建應力飽和的原巖地應力測試標準件的方法。

背景技術

目前，現場原巖取出后，應力飽和狀態發生改變，喪失了原有的特征，但是現有的大尺度巖體應力飽和構造裝置，讓巖體達到應力飽和的時間較長，需要30～100天左右，并且水平主應力的設置非常單一。同時當下地應力測試方法都基于前期未知的應力狀態下的測試，測試的精度及準確度有待考究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種快速構建應力飽和的原巖地應力測試標準件的方法，可以解決制樣時間長，測試精度和準確度無法保證的問題，能夠將現場原巖試樣達到飽和的時間縮短到3-5天；實現了應力傳力路徑的多樣性；可準確量度現場原巖試樣的狀態，并實現對現有的地應力測試方法進行檢驗。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種快速構建應力飽和的原巖地應力測試標準件的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：在現場原位選取砂巖巖體，制備現場原巖試樣；

步驟2：在現場原巖試樣上鉆設應力主孔和監測副孔，應力主孔和監測副孔的深度、數量和排列方式根據測試的主題確定；

步驟3：在各監測副孔內沿孔深方向均勻布置多個副孔壓力傳感器，將鉆孔時掘出的巖石碎屑物以水泥膠結后制得的膠結物回填各個監測副孔，各副孔壓力傳感器分別與綜合數據采集系統連接；

步驟4：對各應力主孔進行顏色標記，在各應力主孔內沿孔深方向均勻布置多個主孔壓力傳感器，各主孔壓力傳感器分別與綜合數據采集系統連接；

步驟5：利用強度可調膨脹砂漿材料，配比與現場原巖試樣強度一致的材料，改變膨脹材料的摻量形成不同等級的應力，再回填至各應力主孔內，形成應力傳遞源；

步驟6：利用強度可調膨脹砂漿材料，配比出與研究預設大小的主孔應力一致、與現場原巖試樣本身強度一致的材料，均勻涂抹在現場原巖試樣上除了應力主孔和監測副孔所在面的其余各面上，形成側限強度類巖石的約束邊界層，用以提供側限約束；

步驟7：在現場原巖試樣上除應力主孔和監測副孔所在面的其他面上安裝應力鎖死構件，即完成應力飽和的現場原巖地應力測試標準件的快速構建。

步驟1中，制備現場原巖試樣的方法為：在現場原位選取砂巖巖體，在砂巖巖體周圍掘出一圈一定深度的工作面，即制得現場原巖試樣。

在制得現場原巖試樣后，再在巖樣上方搭建遮雨棚。

步驟5和6中，強度可調膨脹砂漿材料由膨脹水泥漿液與煤渣、巖石碎屑物、膨脹劑拌和合而成，其中煤渣、水及巖石碎屑物的相對配比由現場原巖試樣的實測抗壓強度確定，通過改變膨脹劑摻量配比實現對應力的分級調控。

步驟2中，當需在水平方向上對地應力測試方法進行檢驗時，應力主孔和監測副孔布置方式為：應力主孔的數量為一個，開設于現場原巖試樣上表面中心，監測副孔的數量為多個，以應力主孔為中心，圍繞應力主孔呈多個圓圈形均勻設置。