1.一種基于單一鉆孔變形測量確定巖體三維地應(yīng)力的方法,其步驟是:
A、施工水平試驗孔:在地下巷道內(nèi)的掌子面或邊墻上向巖體內(nèi)施工一水平試驗孔,試驗孔孔徑選取或試驗孔的深度遠(yuǎn)離巷道圍巖的擾動區(qū)域之外,對試驗孔的孔底中心進(jìn)行磨平;
B、孔底應(yīng)力解除作業(yè):在已磨平的試驗孔孔底安裝四分量應(yīng)變叢,每個應(yīng)變片相間成45°分布,粘貼在孔底的應(yīng)變叢固結(jié)后,再沿原試驗孔進(jìn)行同心孔施工鉆進(jìn)對孔底的局部壁面進(jìn)行應(yīng)力解除作業(yè),試驗孔孔底的應(yīng)力解除深度取試驗孔直徑的3-5倍,通過與應(yīng)變叢相連的應(yīng)變儀連續(xù)記錄試驗孔孔底的應(yīng)變變化,待孔底變形穩(wěn)定后停止鉆進(jìn)作業(yè),得到至少四個不同方向的正應(yīng)變變化值;
C、局部壁面解除應(yīng)力解除作業(yè):在距離孔底300-500mm的鉆孔側(cè)壁上選擇一個局部壁面進(jìn)行打磨處理,處理完畢后在該局部壁面上粘貼同樣的四分量應(yīng)變叢,局部壁面選擇為的圓形,待粘貼的應(yīng)變叢固結(jié)后,采用取芯鉆頭繞已固化的應(yīng)變叢沿孔壁徑向進(jìn)行環(huán)切鉆進(jìn)以對該局部壁面實施應(yīng)力解除作業(yè),鉆取完整巖芯的長度40-60mm,通過與應(yīng)變叢相連的應(yīng)變儀連續(xù)記錄應(yīng)力解除過程中的孔壁壁面正應(yīng)變變化,待孔壁壁面變形穩(wěn)定后停止環(huán)切鉆進(jìn)作業(yè),得到至少四個不同方向的正應(yīng)變變化值,為了在測點獲得不同方向的正應(yīng)變,在試驗孔孔底應(yīng)變測量部位的側(cè)壁上布置1-2組應(yīng)變叢,不同應(yīng)變叢在鉆孔軸線間的夾角為110°~130°,測量結(jié)束后得到兩組八個不同方向的孔壁正應(yīng)變值,再加上孔底應(yīng)變測量值,提高三維地應(yīng)力的測量精度;
D、數(shù)據(jù)整理與分析:結(jié)合試驗孔孔底和側(cè)壁壁面的應(yīng)力解除作業(yè)獲得的不同方向的正應(yīng)變變化值,得到不少于六個獨立方程組成的線性方程組,已知測點巖石材料的彈性模量和泊松比,通過最小二乘法求解得到測點的六個地應(yīng)力分量,獲得了測點的三維地應(yīng)力。