[發明專利]一種低成本的地應力測試方法有效
| 申請號： | 202110944578.2 | 申請日： | 2021-08-17 |
| 公開（公告）號： | CN113756781B | 公開（公告）日： | 2023-01-24 |
| 發明（設計）人： | 章慧健;江永旺;陳強;鄭余朝;王海 | 申請（專利權）人： | 西南交通大學 |
| 主分類號： | E21B47/00 | 分類號： | E21B47/00;E21B47/06 |
| 代理公司： | 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304 | 代理人： | 羅江 |
| 地址： | 610000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 低成本 應力 測試 方法 | ||
1.一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：包括以下步驟：
(1)測量儀器的選擇，使儀器在富水情況下能夠正常工作；
(2)選擇測量點位置；
(3)按應變花布置形式在巖石表面鉆孔打入膨脹螺栓，將振弦應變計的底座焊接在膨脹螺栓上；
(4)待焊接部位冷卻后，擰松底座內六角螺栓取出導管，將三個振弦應變計分別安裝到X、Y及斜45°三個方向的六個底座上，擰緊底座內六角螺栓；
(5)測讀X方向、Y方向及斜45°方向振弦應變計的初始頻率值fxc、fyc、f45c并記錄；
(6)搭設作業臺架，利用倒鏈將水磨鉆機吊在作業臺架上，上下左右調整水磨鉆機的位置，檢查是否能順利到位；
(7)在掌子面周邊輪廓線上鉆芯，鉆芯到位后，將芯體取出；
(8)重復鉆孔取芯的操作，直至掌子面周圍形成連續槽道臨空面；
(9)測讀X方向、Y方向及斜45°方向振弦應變計此時的頻率值fxz、fyz、f45z并記錄；
(10)利用測讀的數據按照下述公式計算得到測量點三個方向的變形值；
其中k為振弦應變計的K值；εx為x方向的變形，εy為y方向變形,ε45為45°方向變形；
利用45°應變花測得一點的三個線應變后，該點的主應變為：
其中εmax為最大主應變，εmin為最小主應變，α為該點最大主應力的方向；
(11)計算出相應的應力σc；
(12)建模計算，基于測取計算的應力σc反算得到與原始地應力σs的關系，即σs＝f(σc)，從而得到原始地應力σs。
2.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(2)中，根據工程現場所需要測量區域，進行試驗方案設計，選擇測量位置。
3.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(3)中，在掌子面新的一榀未開挖前，按應變花布置形式在測量點位置鉆取6個的鉆孔，鉆孔垂直，孔壁完整，打入的膨脹螺栓，固定擰緊膨脹螺栓，確保膨脹螺栓能與巖石同步變形。
4.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(7)中，水磨鉆機開機前應檢查機器運轉是否正常，鉆頭是否完整鋒利，檢查一切正常后再在掌子面周邊輪廓線上鉆芯，相鄰鉆孔采取搭接2cm的方式進行鉆芯，鉆進深度為60cm。
5.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(7)中，水磨鉆機鉆芯到位后，退回機器，利用撬棍敲擊芯體使其斷裂，然后將芯體取出。
6.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(5)和步驟(9)中，用振弦式系列測讀儀進行測讀。
7.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(11)中，根據彈性力學應力—應變公式：σ＝E·ε，其中，E為彈性模量，計算應力σc。
8.根據權利要求1所述的一種低成本的地應力測試方法，其特征在于：步驟(12)中，利用有限元模擬軟件進行建模計算。
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