KX-02 套芯解除法地應力測試系統(tǒng)

    應力解除法地應力測量方法，采用鉆孔套芯應力解除法進行，使用KX型空芯包體式三軸應力計，它可在單孔中求得該點的三維應力狀態(tài)，在實驗室中測定的主應力誤差為3％，方向誤差為2°- 4°。

·         鉆孔套芯應力解除

    套芯應力解除法的過程是：在需要測量應力的地方，打一個Φ130mm的鉆孔，至一定深度時，將孔底磨平，再打一個喇叭孔(起導正作用)，在大孔中心鉆一個Φ36mm的測量小孔，測量孔的深度約為36mm，然后在測孔中安裝測量探頭，探頭引線與孔外測量儀器相接，測得初始值。如果是進行相對值測量，設備安裝工作就此結束，此后間隔一段時間再測探頭的數值，就可測出應力隨時間的變化情況。
    應力測量是在測量小孔外，再用Φ130mm口徑的鉆頭同心鉆進，開挖應力解除槽，在鉆進過程中，導線從鉆桿中心穿過，由水節(jié)頭處引出與測量儀器相連，監(jiān)視解除過程中的變化，隨著應力解除槽的加深，巖芯逐漸與外界應力場相隔離，巖芯發(fā)生彈性恢復，儀器測值隨著發(fā)生變化，直至儀器讀數不再變化時，停止鉆進，取出巖芯。應力解除槽鉆出前后儀器的讀數差值即為解除讀數值。
      通常每鉆進3cm深，儀器讀數一次，求得儀器讀數隨解除深度的變化曲線，稱為應力解除曲線。此曲線的變化規(guī)律是判斷原始資料可靠程度的重要依據之一。
       取出帶有測量探頭的完整巖芯后，通常在現場進行圍壓率定試驗。它是將巖芯放進圍壓率定機中，然后在巖芯上施加圍壓，隨著壓力的變化，儀器讀數也跟著變化，從而作出壓力與儀器讀數的關系曲線，稱為率定曲線。此曲線可判斷孔中各探頭是否處于正常工作狀態(tài)，有利于我們綜合判定原始資料的可靠性。從率定結果可以求出巖石的彈性模量和泊松比。
       為了取得更接近實際的真值，通常在單孔中進行多次測量，然后進行統(tǒng)計處理分析，盡量減少測量誤差和人為誤差。
    根據現場取得的原始資料，在室內進行資料整理，利用zui小二乘法進行數據處理，求出應力狀態(tài)。此過程的計算很繁雜，目前，我們已編制成電子計算機程序，處理就方便多了。若是平面應力計算，可求出zui大主應力大小及方向和zui小主應力的大??；若是空間應力測量，可求出zui大、中間、zui小主應力的大小、方向和傾角。

·         KX型空芯包體式三軸應力計的結構

    應力計是由嵌入環(huán)氧樹脂筒中的12個電阻應變片組成的。將三枚應變花(每枚應變花有四個應變片)沿環(huán)氧樹脂筒圓周相隔120°粘貼。然后再用環(huán)氧樹脂澆注外層，使電阻應變片嵌在筒壁內，外層厚度約為0.5mm，在應力計的頂部有一個補償應變片。
環(huán)氧樹脂圓筒有一個內腔，用來裝粘結劑，另有一個環(huán)氧樹脂柱塞，如圖2所示。使用時，將圓筒內腔7裝滿粘結劑，然后將柱塞10插入內腔約3cm深處，用固定銷8將其固定。柱塞的另一端有一導向定位頭13，以便應力計順利安裝在小孔中所需要的位置上。將應力計送入鉆孔中預定位置后，用力推動安裝桿1，可使固定銷切斷，繼續(xù)推進可使粘接劑經柱塞小孔11流出，進入應力計和小孔孔壁之間的間隙里，經過一定的時間，粘接劑固化后，即可進行套芯解除。
應力計的外徑為35.5mm，工作長度為150mm，可安裝在直徑為36—38mm的小鉆孔中。
       應力計具有良好的絕緣防水性能。
       使用數字式電阻應變儀進行讀數，zui小讀數為一個微應變。量程為±2000微應變。