地应力测试试验

1、地应力测试试验第1页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 一、概述 二、仪器、设备 三、试验方法 四、成果整理提 纲第2页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 一、概述： 岩体应力状态测量是工程设计中要求解决的岩石力学问题之一，用岩石的凯塞尔效应测定岩体地应力是近年发展起来的一种新的室内方法。 50年代德国科学家“kaiser”受单向拉伸力作用的金属材料只有当应力达到材料所受过的最大先期应力时，才会有明显的声发射出现。 “kaiser”效应。 60年代美国岩石力学专家“Goodman”岩

2、石在压缩状态下也具有“kaiser”效应。 岩石所承受的压力超过它所受过的最大压力时，才会有明显的声发射出现。 第3页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 一、概述 二、仪器、设备 三、试验方法 四、成果整理提 纲第4页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二二、仪器、设备 1、伺服控制刚性试验机 2、声发射探头利用岩石“kaiser效应”测地应力声发射探头岩石试件荷载传感器第5页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二 3、AE-04声发射检测系统 1）Real-Time（实时处理）； a、Channel Se

3、t（通道选择）利用岩石“kaiser效应”测地应力前置放大器岩石声发射测定仪控制计算机第6页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二 3、AE-04声发射检测系统 1）Real-Time（实时处理）； a、Channel Set（通道选择） b、AE波形选择 c、主放增益设定：060dB、4045dB； d、设定线性门槛电压 e、荷载范围、单位；50、KN f、自变量选择，时间、载荷 利用岩石“kaiser效应”测地应力第7页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 g、AE参数选择： AE事件： 一个突发型波形，包络检波后，波形

4、超过预设的阀值电压形成的矩形脉冲；第8页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二g、AE参数：AE振铃： 设定一个阀值电压，振铃波形超过该阀值电压的部分形成的矩形脉冲；利用岩石“kaiser效应”测地应力第9页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二 g、AE参数： AE能量定义： 式中：R是电压测量电路的输入阻抗；V(t)为与时间有关的电压。 将声发射信号的幅度平方，然后进行包络检波，求出检波后包络线所围的面积，作为信号所包含的能量的量度。 测量能量的三种方式： 测单位时间的能量，即能率； 测试验开始到某一阶段的能量，即总能量； 测每个事件所包含的能量。 利用岩石

5、“kaiser效应”测地应力第10页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二2）事后处理 显示曲线选择： a、AE振铃累计数、计数率； b、AE事件累计数、计数率； c、AE能量计数率。 利用岩石“kaiser效应”测地应力第11页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 一、概述 二、仪器、设备 三、试验方法 四、成果整理提 纲第12页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力三、试验方法 1、室内测试方法 1）试件制备 （1）现场取样 地表、探洞（定向）； 钻孔岩芯(定向）。 （

6、2）定向制样 在空间X、Y、Z、X450Y、Y450Z、Z450X六个方向制备试件，每个方向取57个。第13页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二2、室内测试方法 1）试件制备 （3）试件尺寸 园柱体：高：径比23：1； 长方体：高：宽比23：1； （4）端部处理 2）试验过程 安装声发射探头； 通过MTS伺服控制刚性试验机加压； Force控制，15KN/min； 利用岩石“kaiser效应”测地应力声发射探头岩石试件荷载传感器第14页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 一、概述 二、仪器、设备 三、试验方法 四、成果

7、整理提 纲第15页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二四、成果整理 利用岩石“kaiser效应”测地应力 1、绘出每个试件的AE特征曲线； 2、确定AE特征点（突发点） 第16页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二四、成果整理3、根据AE特征点计算应力： 利用岩石“kaiser效应”测地应力对各分量进行加权平均求出：x 、y、z、x45y、y45z、z45x第17页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二四、成果整理 4、主应力计算公式： 1）主应力 利用岩石“kaiser效应”测地应力式中：第18页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期二利用岩石“kaiser效应”测地应力 四、成果整理 1）主应力第19页，共21页，2022年，5月20日，21点4分，星期