岩体力学性能的现场测试课件.pptxVIP

岩体力学性能的现场测试;静力法是指岩体现场变形试验时以静力荷载进行加载。

动力法是指施加于岩体上的荷载为动力荷载。

动力法的现场测定在第三章已介绍，这里介绍静力法求现场岩体的变形模量。

常用的静力法有千斤顶法荷载试验（或称平板荷载法）、径向荷载试验（如双筒法）和水压法。

通常求算岩体的弹性模量及变形模量

用千斤顶法，求岩石的弹性抗力系数采用双筒法。

;1.定义：用千斤顶加荷于垫板上，使荷载传到岩体中，也称千斤顶法。

2.设备装置的主要组成（图4－32)：（1）垫板（承压板);一般为方形或圆形，面积为0.25-1.20mm2、材料弹性也可为刚性。

（2）加荷装置（千斤顶或压力枕）;加荷为500kN-3000kN，加荷方法有小循环和大循环两种。小循环分为多次循环和单次循环,见图4-33。多次小循环加载比相同荷载下常规加载岩体产生的总变形大(蠕变现象)

（3）传力装置（传力支柱、传力柱垫板）;

（4）变形量测装置（测微计）;

;顶、底板加载;图4-33岩体现场变形试验加荷过程示意图;;;;（2）垫板为刚性垫板时;图4-35所示试验是靠一钢支承圆筒的四周的压力枕同步对岩体施加荷载，造成洞中一定长度内的岩体产生径向压缩，岩体变形控制在弹性阶段。变形模量可按弹性厚壁圆筒理论（图4－36）求得：

;A;;（三）狭缝压力枕荷载试验(2种)

方法1要点：将岩体切割成槽，把压力枕埋于槽内，并用水泥砂浆浇注，使压力枕的两个面皆能很好地与槽的两侧岩面接触（图4-37）。;方法2要点：在垂直岩壁上刻槽布置，图4－38。则岩体的变形模量E可按布辛涅斯克的弹性理论求得。当实测位移已知时，变形模量为：

;1.要点：可按施加的推力与剪切面之间的夹角的大小而采用不同的加荷方法。双千斤顶试验中，一组试验不少于五块试件。

;p—垂直千斤顶压力表读数（MPa）

t—横向千斤顶压力表读数（MPa）

F1—垂直千斤顶活塞面积(若为压力枕，应乘以出力系数)（cm2）;注1当剪切面上存在裂隙、节理等滑面时，

抗剪面积将分为剪断破坏和滑动破坏两部分，而把剪断破坏当作有效抗剪面积Fa，滑动破坏时???滑动面积为Fb。;（二）单千斤顶法

1、要点：单千斤顶法是现场无法施加垂直应力的情况下采用的。在山坡上或平洞内的预定剪切面上挖成各种主应力方向与固定剪切面成不同倾角的试件（通常剪切面倾角为150-350）;2.破坏面上的正、剪应力计算(如图4－42)

;三、现场三轴强度试验

在一个随机性节理的岩体中，破坏面位置的

预定是有困难的，用三轴试验可以量测岩体的抗

剪强度和破坏面的位置及形态，这时，破坏面会

沿最弱的面破坏。

1.试件矩形块体，在试洞底板或洞壁的试验位置上，经过仔细凿刻和整平而成的，此矩形试件三边脱离原地岩体，而仅一边与岩体相连。目前，试件的大小可达2.80m×1.40m×2.80m,试件的基底与岩体相连的面积为2.80m×1.40m.;2.加载与测试试件准备好后，把压力枕埋置在刻槽内，以便施加σ2和σ3，而σ1是通过垂直千斤顶或压力枕施加的。在试验中量测和记录试件的位移。;从而测定应力－位移关系曲线。确定应力的比例极限、屈服极限和破坏极限。

关于不同应力状态下，现场三轴试验成果的

计算分述如下：

1.三轴应力在状态下应力满足：

上式中，L,M,N分别是某平面的法向方向余弦。令L,M,N＝0，则在τ－σ平面坐标内表示为三个应力圆（图4－44）。;

2.三轴应力在状态下应力满足：

(图4－45)

上式在τ－σ平面坐标内表示为一个应力圆。

3.三轴应力在状态下应力满足：