地应力测量及检验

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1、Ⅷ．21No．1第21卷第1期岩土工程学报Jan．，19991999年1月cr-eseJournalof(ecleE

2、IgiI·eeng地应力测量应变值检验及应变计最佳布片方式Directmethodtoverifyvirginstressmeasurementandtheoptimumrosettearrangementstyleofhollowinclusioncell三塑盎墨堑些1j(中国矿业大学建工学院岩土工程研究所，棣州，笠10D8)文摘根据三维地应力测量的理论公式，推导出空心包体应变计在一定的布片方式下应变测值

3、间的内在关系式，并由此提出了应变测值的直接检验法及应变计的最佳布片方式。通过实例检验，证明该方法是可行的。关键词皇：鱼住应变吐，苎堕查型·苎!坐。嗜&孳中围法分类号P55作者筒介王衍森，男，19"73年生，1995年中国矿业大学矿并建设专业毕业，现正在攻读岩土工程专业硕士学位。主要进行地应力测量方向的学习与研究。WangWuZhenye(凸hmuni咖ofMining＆Teehndogy，xu丑唧．22]01~)蝽嘣A。IIgtotheprinciofi~situshe昭rr哪哪吼I，therelationshipamon

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6、出hollowinclusioncell，-einstre~腿删lremeII【，aveuracyverification．应力的计算公式如下：l引言1E=一／z(a~)]空心包体应变法是国际岩石力学学会(tse~M)推荐的地应力测量方法，是目前最常用的应力解除地应力：{{(++2(1一)x测量方法之一。目前存在的一重要问题是测量精度尚无统一有效的检验方法。本文基于地应力测量的基本【(一)c0s2口一2si兀2口]一，盯)理论公式，推导出一定布片方式下应变测值间的关系式。通过直接

7、对应变测值的检验实现对三维地应力测={(1+)(c0s口一rsin目)玛量精度的评估此外，从便于应变测试数据的检验考=2E干(+)虑，还将分析空心包体应变计的最佳布片方式。式中{O"x，d，，"Exy，r，}为原岩应力；，E：，∞，％为应变量；K，，K3，K4是与应变计及岩石的力学2空心包体应变法地应力测量参数、应变计内外径、测试钻孔直径等有关的系数，也首先简要介绍应变计结构形式及地应力计算的理是该测试方法与孔壁应变法在地应力计算中的区别之论基础。所在。系数计算公式由Duncan．Fama等⋯和Wu图l是空心包体应变计(已

8、安装于测试钻孔内)常Zhenye等[31分别给出过有区别的结果，此处从略。见的结构形式。应变计多采用3组直角应变花，或还含有一45~片。应变花的粘贴位置间隔基本为两种：I型：]217等间隔3应变测值的内在关系及直接检验法Ⅱ型：90'一l8o。一3l5。间隔3．1应变测值的内在关系实施地应力测量，通过感测应力解除过程中应变以下将在特定布片方式下推导测值间关系式。计内发生的应变而反求三维地应力。原岩应力分量与应变测量分量分另q采用直角坐标及柱坐标系表示。地52刊稿日期：1997—12—14第1期王衍森等．地应力测量应变值检验及

9、应变计最佳布片方式————特点，无论应变计安装状态如何，适当设置坐标系后，均可推出式(7)关系。对于图1所示目前常用应变计布片方式I，Ⅱ，式(7)均成立。由式(1)中第4式，式(7)可变成如下形式：!_(!：(一2)。。2e‰一E一E；(8)由此可见，得到了特定布片方式的应变计测值间的关系式．对于应变计内含一45片的情况，可得到类似关系式。该关系式是进行应变测值直接检验的基础。Bhx3．2应变测值的直接检验法查辈所谓直接检验即对地应力测量所取得的应变值进行直接地分析研究，依据理想状态下应满足的关系，检验实测值总体可靠度的高

10、低，是对地应力测量精度作出评估的首要步骤之一。由前述推导过程知，式(8)的成立基于以下前提：(1)原岩体力学性质满足理想假设：均质、连续、各向同性、线弹性；(2)应变计布片满足一定方式；(3)应变计感测性能及安装质量理想。事实上，原岩体岩性完全符合理想假设的可能性很小，有时差异很大，而且应变计的安装质量