现场直剪剪切试验与岩体原位应力测试(40张幻灯片)课件.ppt

1、9.1 9.1 概述概述 9 9 现场直剪剪切试验现场直剪剪切试验 试验目的试验目的 测试岩体的抗剪强度（测试岩体的抗剪强度（c,）和剪切刚度系数，其试验）和剪切刚度系数，其试验结果较室内岩块试验更符合实际情况。结果较室内岩块试验更符合实际情况。试验分类试验分类按试验对象分：按试验对象分：岩体本身的直剪试验、岩体沿软弱结构岩体本身的直剪试验、岩体沿软弱结构面的直剪试验、岩体与混凝土接触面的直剪试验面的直剪试验、岩体与混凝土接触面的直剪试验 根据加荷情况及剪切破坏面情况分：根据加荷情况及剪切破坏面情况分：试体在法向应力作用试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的下沿剪切面剪切破坏的抗剪断试验抗剪断

2、试验；试体剪断后沿剪切面；试体剪断后沿剪切面继续剪切的继续剪切的抗剪试验抗剪试验（也称摩擦试验）及法向应力为零时（也称摩擦试验）及法向应力为零时对试体进行剪切的对试体进行剪切的抗切试验抗切试验。切c摩tg断tg+c抗切试验摩擦试验抗剪断试验 按剪切荷载施加的不同方式分按剪切荷载施加的不同方式分：平推法试验和斜推法试：平推法试验和斜推法试验。验。平推法平推法剪切荷载平行于剪切面剪切荷载平行于剪切面 斜推法斜推法剪切荷载与剪切面成一定角度剪切荷载与剪切面成一定角度9.2 试验原理试验原理 根据库仑定律（根据库仑定律（1776），有），有式中式中 f 剪切破坏面上的剪应力（剪切破坏面上的剪应力（kP

3、a），即岩土体的），即岩土体的 抗剪强度；抗剪强度；破坏面上的法向应力（破坏面上的法向应力（kPa）；）；C岩土体的内聚力（岩土体的内聚力（kPa）；）；岩土体的内摩擦角（岩土体的内摩擦角（）。）。依据不同依据不同下测得的下测得的f 就可求出相应的就可求出相应的C、值。值。tan Cf平推法：平推法：F剪切面面积（剪切面面积（mm2）FPFQ斜推法：斜推法：FQFPsinFQcos9.3 试验设备试验设备 （1）试体制备设备试体制备设备：手风钻（或切石机）、模具、人工：手风钻（或切石机）、模具、人工开挖工具各开挖工具各l套。切石机、模具应符合试体尺寸要求。套。切石机、模具应符合试体尺寸要求。（

4、2）加载设备加载设备：液压千斤顶（或液压钢枕）：液压千斤顶（或液压钢枕）2套以上，套以上，出力容量根据试验要求确定，行程出力容量根据试验要求确定，行程70 mm。液压泵（手动或。液压泵（手动或电动）附压力表、高压油管、测力计等，与液压千斤顶（或电动）附压力表、高压油管、测力计等，与液压千斤顶（或液压钢枕）配套使用。液压钢枕）配套使用。（3）传力设备传力设备：传力柱（木、钢或砼制品）、钢垫块（：传力柱（木、钢或砼制品）、钢垫块（板）、高压胶管、滚轴排。传力柱宜具足够的刚度。在露天板）、高压胶管、滚轴排。传力柱宜具足够的刚度。在露天或基坑试验时须使用岩锚、钢索、螺夹或钢梁等反力装置。或基坑试验时须

5、使用岩锚、钢索、螺夹或钢梁等反力装置。（4）测量设备测量设备：百分表（量程：百分表（量程50 mm）、千分表（量）、千分表（量程程250 mm），每种不少于），每种不少于6块、对应数量的磁性表座和块、对应数量的磁性表座和万能表架、测量标点、量表支架（万能表架、测量标点、量表支架（2）。支杆长度应超过试）。支杆长度应超过试验影响范围。验影响范围。（a）：）：1砂浆顶板；砂浆顶板；2垫板；垫板；3传力柱；传力柱；4压力表；压力表；5混凝土试体；混凝土试体；6混混凝土后座；凝土后座；7液压千斤顶；液压千斤顶；8传力块；传力块；9滚轴徘；滚轴徘；10接液压泵；接液压泵；11垂直位移垂直位移测表；测表；

6、12测量标点；测量标点；13水平位移测表；水平位移测表；14试体受力简图试体受力简图（b）：）：1、2、3、4、14同（同（a）；）；5液压千斤顶；液压千斤顶；6混凝土试体；混凝土试体；7传力块；传力块；8滚轴排；滚轴排；9垂直位移测表；垂直位移测表；10测量标点；测量标点；11水平位移测表；水平位移测表；12混凝土后混凝土后座；座；13接液压泵接液压泵 在试体两侧的对称部位分别安装测量切向位移和法向在试体两侧的对称部位分别安装测量切向位移和法向位移（绝对位移）的测表，每侧法向、切向位移测表均不位移（绝对位移）的测表，每侧法向、切向位移测表均不得少于得少于2只。只。9.4 试验方法及技术要求试

7、验方法及技术要求 9.4.1 试验前准备工作试验前准备工作地质描述地质描述 （1）试验段开挖、试体制备方法及出现的问题；）试验段开挖、试体制备方法及出现的问题；（2）试点编号、位置、尺寸；）试点编号、位置、尺寸；（3）试段编号、位置、高程、方位、深度、硐断面形）试段编号、位置、高程、方位、深度、硐断面形状和尺寸；状和尺寸；（4）岩石名称、颜色、结构、构造、主要矿物成分等）岩石名称、颜色、结构、构造、主要矿物成分等；（5）结构面的分布特点、结构面性质（产状、成因、类）结构面的分布特点、结构面性质（产状、成因、类型、宽度、延伸性和连续性、结构面壁强度、起伏情况）、型、宽度、延伸性和连续性、结构面壁

8、强度、起伏情况）、组合关系等；组合关系等；（6）充填物性质（类型、厚度、矿物成分、颗粒组成、）充填物性质（类型、厚度、矿物成分、颗粒组成、泥化、软化、风化程度和含水状态等）；泥化、软化、风化程度和含水状态等）；（7）岩体的完整程度、风化程度、风化特点、风化深度）岩体的完整程度、风化程度、风化特点、风化深度等；等；（8）水文地质条件（地下水类型、化学成分、活动规律）水文地质条件（地下水类型、化学成分、活动规律、出露位置等）、出露位置等）;（9）试验地段地质横纵工程地质剖面图、地质素描图、）试验地段地质横纵工程地质剖面图、地质素描图、钻孔柱状图、试体展示图等。钻孔柱状图、试体展示图等。v试体制备试

9、体制备 （1）在岩体的预定部位加工试体，试体宜加工成方形体）在岩体的预定部位加工试体，试体宜加工成方形体（或楔形体）；每组试体数量不宜少于（或楔形体）；每组试体数量不宜少于5个，并应尽可能处个，并应尽可能处在同一高程上。开挖时应尽量减少对试体的扰动和破坏。在同一高程上。开挖时应尽量减少对试体的扰动和破坏。（2）试体剪切面积不宜小于）试体剪切面积不宜小于2500 cm2，最小边长不宜，最小边长不宜小于小于50 cm，试体高度不宜小于最小边长的，试体高度不宜小于最小边长的2/3(或或1/2-工程岩工程岩体试验方法标准体试验方法标准)。试体间距宜大于试体最小边长。试体间距宜大于试体最小边长1.5倍，

10、以倍，以免试验过程中相互影响和便于试体制备和设备安装。免试验过程中相互影响和便于试体制备和设备安装。（3）试体的推力部位应留有安装千斤顶的足够空间，平推）试体的推力部位应留有安装千斤顶的足够空间，平推法应开挖千斤顶槽。剪切面周围的岩体应大致凿平，浮渣应清法应开挖千斤顶槽。剪切面周围的岩体应大致凿平，浮渣应清除干净。除干净。（4）平推法的推力方向宜与工程岩体的受力方向一致。斜）平推法的推力方向宜与工程岩体的受力方向一致。斜推法的推力中心线与剪切面夹角推法的推力中心线与剪切面夹角宜为宜为1217。（5）对加压过程可能出现破裂或松动的试体，应浇筑钢筋）对加压过程可能出现破裂或松动的试体，应浇筑钢筋混

11、凝土保护套或采取其它保护措施，保护套应有足够的强度和混凝土保护套或采取其它保护措施，保护套应有足够的强度和刚度，顶面应平行预定剪切面，底部应在预定剪切面的上部边刚度，顶面应平行预定剪切面，底部应在预定剪切面的上部边缘；水泥砂浆和混凝土应进行养护。缘；水泥砂浆和混凝土应进行养护。（6）根据设计要求，对试体保持天然含水量或浸水饱和。）根据设计要求，对试体保持天然含水量或浸水饱和。v试验布置方案试验布置方案 v资料准备资料准备 （1）斜推法试验）斜推法试验 斜推法正应力是保持常数还是变数的问题。在国内，用斜推法正应力是保持常数还是变数的问题。在国内，用3种种方式处理：方式处理：1）随着斜向荷载的施加

12、，同步减小垂直压力表读数，使剪）随着斜向荷载的施加，同步减小垂直压力表读数，使剪切面上的正应力在整个剪切过程中始终保持常数。切面上的正应力在整个剪切过程中始终保持常数。2）在施加斜向荷载时，始终不调整垂直压力表读数（实际）在施加斜向荷载时，始终不调整垂直压力表读数（实际上垂直压力表读数在增加），此时剪切面上的正应力是变数。上垂直压力表读数在增加），此时剪切面上的正应力是变数。3）在施加斜向荷载时，同步调整垂直压力表读数，使压力）在施加斜向荷载时，同步调整垂直压力表读数，使压力表读数始终保持在初始读数上。此时加于试体上的正应力也是变表读数始终保持在初始读数上。此时加于试体上的正应力也是变数。数。

13、1）方法）方法常正应力法常正应力法，2）及）及3）方法）方法变正应力法变正应力法。现行。现行规范规定按常正应力法试验。为此，在试验前，就要求设计出试规范规定按常正应力法试验。为此，在试验前，就要求设计出试体应施加多大的垂直荷载和斜向荷载，才能使试验顺利进行。体应施加多大的垂直荷载和斜向荷载，才能使试验顺利进行。试验前，预先按下式预估试体剪坏时的斜向总荷载：试验前，预先按下式预估试体剪坏时的斜向总荷载：试验时，将斜向推力试验时，将斜向推力Qmax分级施加直至剪断。为保持分级施加直至剪断。为保持剪切面上的法向应力始终不变，应同步减少由斜向推力所引剪切面上的法向应力始终不变，应同步减少由斜向推力所引

14、起的垂直荷载的增加量。同步加减的荷载按下式计算：起的垂直荷载的增加量。同步加减的荷载按下式计算：试验前，还应估算出剪切面上的最小正应力试验前，还应估算出剪切面上的最小正应力min，防止，防止因同步减少垂直荷载而发生法向应力为负数的情况出现。因同步减少垂直荷载而发生法向应力为负数的情况出现。min按下式计算：按下式计算：costanmaxCFQsinsinqFQFPptanminctgCcos=QtgcFsin0QF（2）平推法试验）平推法试验 在试验前，同样需对最大剪切荷载在试验前，同样需对最大剪切荷载Qmax进行估算。在进行估算。在极限平衡状态下，剪切面上的应力条件符合摩尔极限平衡状态下，剪

15、切面上的应力条件符合摩尔-库仑公式：库仑公式：CFQtanmaxFCQtanmax 9.4.2 试验技术要求试验技术要求 1试验开始前准备试验开始前准备 根据对千斤顶（或液压枕）作的率定曲线和试体剪切根据对千斤顶（或液压枕）作的率定曲线和试体剪切面面积，计算施加的荷载和压力表读数。检查各测表的工作面面积，计算施加的荷载和压力表读数。检查各测表的工作状态，测读初始读数。状态，测读初始读数。2施加垂直荷载施加垂直荷载 （1）在每个试体上分别施加不同的垂直荷载，其值为最大）在每个试体上分别施加不同的垂直荷载，其值为最大法向荷载的等分值，最大垂直应力以不小于设计法向应力为宜法向荷载的等分值，最大垂直应

16、力以不小于设计法向应力为宜。当剪切面有软弱充填物时，最大法向应力应以不挤出充填物。当剪切面有软弱充填物时，最大法向应力应以不挤出充填物为限。为限。（2）每个试体分）每个试体分45级施加其垂直荷载。每隔级施加其垂直荷载。每隔5min加一加一次，次，0min、5min分别读一次数。在最后一级法向荷载作用下分别读一次数。在最后一级法向荷载作用下，法向位移应相对稳定后（各测表的连续两次垂直变形读数差，法向位移应相对稳定后（各测表的连续两次垂直变形读数差不超过不超过0.0l mm），再施加剪切荷载。），再施加剪切荷载。对于软弱夹层，在加到预定的垂直荷载后，低塑性软弱对于软弱夹层，在加到预定的垂直荷载后，

17、低塑性软弱夹层每隔夹层每隔10min，高塑性软弱夹层每隔，高塑性软弱夹层每隔15min，读一次垂直变，读一次垂直变形。当两次变形读数差小于形。当两次变形读数差小于0.05mm时，即视为已稳定，施加时，即视为已稳定，施加荷载的容许误差为荷载的容许误差为2。各试体的垂直荷载达预定值后，整个试验中应保持不变。各试体的垂直荷载达预定值后，整个试验中应保持不变。3施加剪切荷载施加剪切荷载（1）剪切荷载按预估的最大值分剪切荷载按预估的最大值分812级施加级施加，如发生后一，如发生后一级荷载的水平变形为前一级的级荷载的水平变形为前一级的1.5倍以上时，应减荷按倍以上时，应减荷按45施加。施加。（2）试验过程

18、中）试验过程中法向应力应始终保持为常数法向应力应始终保持为常数。采用斜推法时。采用斜推法时，应同步降低因施加剪切荷载而产生的法向分量的增量，应同步降低因施加剪切荷载而产生的法向分量的增量，保持法向荷载不变。保持法向荷载不变。（3）剪切荷载一般按每剪切荷载一般按每5min加载一级，施加前后对法向和切加载一级，施加前后对法向和切向位移测表各测读一次。向位移测表各测读一次。接近剪断时，应加密测读荷载和接近剪断时，应加密测读荷载和位移，峰值前不得少于位移，峰值前不得少于l0组读数。当剪切面为有充填的结组读数。当剪切面为有充填的结构面时，应根据剪切位移的大小，每隔构面时，应根据剪切位移的大小，每隔10m

19、in或或15min加荷加荷一次。加荷前后均须测读各测表的读数。一次。加荷前后均须测读各测表的读数。（4）试体被剪断时，测读剪切荷载峰值。根据需要可继续施）试体被剪断时，测读剪切荷载峰值。根据需要可继续施加剪切荷载，直到测出大致相等的剪切荷载值为止（表现加剪切荷载，直到测出大致相等的剪切荷载值为止（表现为剪切荷载趋于稳定）。为剪切荷载趋于稳定）。（5）当剪切荷载无法稳定或剪切位移明显增大时，应测读剪）当剪切荷载无法稳定或剪切位移明显增大时，应测读剪切荷载峰值。在剪切荷载缓慢退至零的过程中，法向应力切荷载峰值。在剪切荷载缓慢退至零的过程中，法向应力应保持常数，测读试体回弹位移读数。应保持常数，测读

20、试体回弹位移读数。（6）对于软弱夹层对于软弱夹层，低塑性夹层按，低塑性夹层按l0、高塑性夹层按、高塑性夹层按5的最大预估荷载分级等量施加。加荷后每的最大预估荷载分级等量施加。加荷后每10 min读一次数读一次数，l0min内变形内变形0.1mm/min时，即视为稳定，施加下一级时，即视为稳定，施加下一级荷载，至剪断。荷载，至剪断。（7）抗剪断试验完毕后用同样方法沿剪断面进行抗剪试验（）抗剪断试验完毕后用同样方法沿剪断面进行抗剪试验（摩擦试验）。如有必要，可在不同的垂直荷载下进行重复摩擦试验）。如有必要，可在不同的垂直荷载下进行重复摩擦（即单点摩擦）试验。摩擦（即单点摩擦）试验。4试验记录试验记

21、录 （1）试验前记录以下内容：工程名称、岩石名称、试体）试验前记录以下内容：工程名称、岩石名称、试体编号、试体位置、试验方法、混凝的强度、剪切面面积、测编号、试体位置、试验方法、混凝的强度、剪切面面积、测表布置、法向荷载、剪切荷载、法向位移、剪切位移、试验表布置、法向荷载、剪切荷载、法向位移、剪切位移、试验人员、试验日期。人员、试验日期。（2）试验过程中，对加载设备和测表使用情况、试体发）试验过程中，对加载设备和测表使用情况、试体发出的响声、混凝土和岩体出现松动、掉块和裂缝开裂等现象出的响声、混凝土和岩体出现松动、掉块和裂缝开裂等现象，均应作详细描述和记录。，均应作详细描述和记录。（3）试验结

22、束后，翻转试体，测量实际剪切面面积。详）试验结束后，翻转试体，测量实际剪切面面积。详细记录剪切面的破坏情况、破坏方式、擦痕的分布、方向及细记录剪切面的破坏情况、破坏方式、擦痕的分布、方向及长度。应描述岩体、混凝土内局部被剪断的部位和大小、剪长度。应描述岩体、混凝土内局部被剪断的部位和大小、剪切面上碎屑物质的性质和分布。对结构面中的充填物，应详切面上碎屑物质的性质和分布。对结构面中的充填物，应详细记述其组成成分、性质、厚度等。测定剪切面的起伏差，细记述其组成成分、性质、厚度等。测定剪切面的起伏差，绘制沿剪切方向断面高度的变化曲线。绘制剪切面素描图并绘制沿剪切方向断面高度的变化曲线。绘制剪切面素描

23、图并作剪切面等高线图。作剪切面等高线图。计算法向和剪切应力计算法向和剪切应力 绘制试验曲线绘制试验曲线 （1）根据同一组直剪试验结果，绘制各法向应力下的剪）根据同一组直剪试验结果，绘制各法向应力下的剪应力与剪切位移或法向位移的关系曲线。应力与剪切位移或法向位移的关系曲线。（2）根据上述曲线确定各阶段特征点：如线性比例极）根据上述曲线确定各阶段特征点：如线性比例极限、屈服点、屈服强度或剪切过程中垂直和侧向位移定出的限、屈服点、屈服强度或剪切过程中垂直和侧向位移定出的剪胀点和剪胀强度等。剪胀点和剪胀强度等。（3）绘制法向应力与比例强度、屈服强度、峰值强度、）绘制法向应力与比例强度、屈服强度、峰值强

24、度、残余强度的曲线，按库仑表达式确定相应的残余强度的曲线，按库仑表达式确定相应的C、值。值。9.5 资料整理与分析资料整理与分析剪应力剪应力-剪切位移曲线剪切位移曲线剪应力与垂直压应力关系曲线剪应力与垂直压应力关系曲线混凝土与岩石胶结面试验结果混凝土与岩石胶结面试验结果岩石结构面或软弱岩石面试验结果岩石结构面或软弱岩石面试验结果 对软弱结构面试验对软弱结构面试验 应求出结构面的基本摩擦角与有效爬坡面（扩张角）。应求出结构面的基本摩擦角与有效爬坡面（扩张角）。剪切刚度系数的确定剪切刚度系数的确定 需要时，按下式确定剪切刚度系数需要时，按下式确定剪切刚度系数ks（KN/m3）：）：ssuk10.1

25、 10.1 概述概述 10 10 岩体原位应力测试岩体原位应力测试 试验目的试验目的 岩体应力现场测量的目的是了解岩体中存在的应力大岩体应力现场测量的目的是了解岩体中存在的应力大小和方向，从而为分析岩体工程的受力状态以及为岩体加小和方向，从而为分析岩体工程的受力状态以及为岩体加固支护提供依据。固支护提供依据。岩体应力测量还是预报岩体失稳破坏以岩体应力测量还是预报岩体失稳破坏以及预报岩爆的有力工具。及预报岩爆的有力工具。岩体应力测量可以分为岩体初始应力测量和地下工程岩体应力测量可以分为岩体初始应力测量和地下工程应力分布测量，前者是为了测定岩体初始地应力场，后者应力分布测量，前者是为了测定岩体初始

26、地应力场，后者则是为了测定岩体开挖后引起的应力重分布状况。则是为了测定岩体开挖后引起的应力重分布状况。按测试的不同部位，分为表面法和孔内法。按测试的不同部位，分为表面法和孔内法。按测试的物理量，分为按测试的物理量，分为直接测量法直接测量法和和间接测量法间接测量法两大类。两大类。按测试用的元件，分为机械式、电阻式和电感式三种。按测试用的元件，分为机械式、电阻式和电感式三种。按测试时岩体中应力的改变状态，分为应力解除法和应按测试时岩体中应力的改变状态，分为应力解除法和应力恢复法。力恢复法。按测试手段的不同，将在实际测量中使用过的测量方法按测试手段的不同，将在实际测量中使用过的测量方法分为构造法、变

27、形法、电磁法、地震法和放射性法分为构造法、变形法、电磁法、地震法和放射性法5大类。大类。按测试原理的不同，分为应力恢复法、应力解除法、应按测试原理的不同，分为应力恢复法、应力解除法、应变恢复法、应变解除法、水压致裂法、声发射法、变恢复法、应变解除法、水压致裂法、声发射法、X射线法、射线法、重力法共重力法共8类。类。试验分类试验分类 直接测量法直接测量法是由测量仪器直接测量和记录各种应力的是由测量仪器直接测量和记录各种应力的量，如补偿应力、恢复应力、平衡应力，并由这些应力量量，如补偿应力、恢复应力、平衡应力，并由这些应力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值。扁千和原岩应力的相互关系，通

28、过计算获得原岩应力值。扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法均属斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法均属直接测量法。其中，水压致裂法目前应用最为广泛，声发直接测量法。其中，水压致裂法目前应用最为广泛，声发射法次之。射法次之。间接测量法间接测量法不是直接测量岩体的应力量，而是借助传不是直接测量岩体的应力量，而是借助传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的密度、间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的密度、渗透性、吸水性、电阻、电容的变化，弹性波传播速度的渗透性、

29、吸水性、电阻、电容的变化，弹性波传播速度的变化等，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的公变化等，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的公式计算岩体中的应力值。式计算岩体中的应力值。根据根据岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范（GB50021-2001）的）的有关规定，应力解除法中的孔壁应变法、孔径变形法和孔有关规定，应力解除法中的孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法是岩体原位应力测试的推荐方法，这几种方法都底应变法是岩体原位应力测试的推荐方法，这几种方法都适用于无水、完整或较完整岩体的应力量测。适用于无水、完整或较完整岩体的应力量测。本章主要介绍本章主要介绍孔壁应变法孔壁应变法。10.2 10

30、.2 试验原理试验原理 孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法属于应力解除孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法属于应力解除法，它的基本原理是：假定岩体为均质的、连续的、各向法，它的基本原理是：假定岩体为均质的、连续的、各向同性的弹性介质，利用试验方法求得其弹性模量和泊松比同性的弹性介质，利用试验方法求得其弹性模量和泊松比。当需要测定岩体中某一点的应力状态时，人为地将该点的当需要测定岩体中某一点的应力状态时，人为地将该点的岩体单元与其基岩分离，此时岩体单元上所受的应力将被岩体单元与其基岩分离，此时岩体单元上所受的应力将被解除，同时该单元体的几何尺寸将产生弹性恢复。应用一解除，同时该单元体的几何尺寸将产

31、生弹性恢复。应用一定的仪器（测试元件）测得这种弹性恢复的数值，最后根定的仪器（测试元件）测得这种弹性恢复的数值，最后根据弹性理论公式计算出该点的原始应力状态。据弹性理论公式计算出该点的原始应力状态。应力解除法示意图应力解除法示意图 10.3 10.3 试验设备试验设备 测量仪表和安装设备测量仪表和安装设备：电阻应变仪（附预调平衡箱），：电阻应变仪（附预调平衡箱），安装杆及安装器，孔壁孔端清洗器及烘干器，水平及垂直定安装杆及安装器，孔壁孔端清洗器及烘干器，水平及垂直定向装置，围岩率定器，稳压电源设备。向装置，围岩率定器，稳压电源设备。钻孔设备钻孔设备：坑道钻机及配套的岩心管、钻杆等器材，与：坑道

32、钻机及配套的岩心管、钻杆等器材，与应变计型号配套的金刚石钻头、合金钻头、扩孔器、孔底磨应变计型号配套的金刚石钻头、合金钻头、扩孔器、孔底磨平钻头和锥形钻头等。平钻头和锥形钻头等。应变计应变计方方 法法仪仪 器器钻孔孔壁应变测试法钻孔孔壁应变测试法孔壁应变计（钻孔三叉应变计、空心包体式三向应变计）孔壁应变计（钻孔三叉应变计、空心包体式三向应变计）孔径变形法孔径变形法孔径变形计（压磁应力计、孔径变形计）孔径变形计（压磁应力计、孔径变形计）孔底应变法孔底应变法孔底应变计孔底应变计 三叉式应变计结构示意图三叉式应变计结构示意图 1-导向块；导向块；2-橡皮叉；橡皮叉；3-16芯插头与插座；芯插头与插座

33、；4-金属壳；金属壳；5-橡皮塞；橡皮塞；6-电缆；电缆；7-楔头；楔头；8-补偿补偿 钻孔三叉应变计因直接在孔壁上贴应变片，要求孔壁干钻孔三叉应变计因直接在孔壁上贴应变片，要求孔壁干燥，故适用于地下水位以上完整、较完整细粒结构的岩体，燥，故适用于地下水位以上完整、较完整细粒结构的岩体，孔深不宜超过孔深不宜超过20m。为排除孔内积水，钻孔宜向上倾斜。为排除孔内积水，钻孔宜向上倾斜35。空心包体式三向应变计结构示意图空心包体式三向应变计结构示意图1-安装杆；安装杆；2-定向器导线；定向器导线；3-定向器；定向器；4-读数电缆；读数电缆；5-定向销；定向销；6-密封圈；密封圈；7-环氧树脂筒；环氧

34、树脂筒；8-空腔；空腔；9-固定销；固定销；10-应变计与孔壁之间的孔隙；应变计与孔壁之间的孔隙；11-栓塞；栓塞；12-岩石钻孔；岩石钻孔；13-出胶小孔；出胶小孔；14-接头；接头；15-导向头；导向头；16-应变丛应变丛10.4 10.4 试验过程试验过程 1试验孔钻进试验孔钻进 先用大孔径合金钻头开孔。钻至预定深度，取出岩芯，仔细观察节理、先用大孔径合金钻头开孔。钻至预定深度，取出岩芯，仔细观察节理、裂隙发育情况，进行地质描述。钻孔一般上倾裂隙发育情况，进行地质描述。钻孔一般上倾25，以便排水排渣。，以便排水排渣。2孔底磨平孔底磨平 检查孔底有无残留岩芯，如有且长度在检查孔底有无残留岩

35、芯，如有且长度在10 cm以上，应设法取出。用针以上，应设法取出。用针状合金平钻头，对孔底进行粗磨。用金刚石或砂轮磨平钻头，对孔底再进行状合金平钻头，对孔底进行粗磨。用金刚石或砂轮磨平钻头，对孔底再进行细磨。随后用锥形钻头打喇叭口。细磨。随后用锥形钻头打喇叭口。3中心测孔钻进中心测孔钻进 测孔用小孔径钻头钻进。要求测孔与解除孔（大孔）同心，同心度宜小于测孔用小孔径钻头钻进。要求测孔与解除孔（大孔）同心，同心度宜小于2mm，深度，深度50cm左右。用卡簧或管卡扭断岩心，取出后进行地质描述。钻左右。用卡簧或管卡扭断岩心，取出后进行地质描述。钻进时应均匀施力，全孔要求一个钻头连续钻进至终孔。如孔壁达

36、不到要求，进时应均匀施力，全孔要求一个钻头连续钻进至终孔。如孔壁达不到要求，须采用金刚石扩孔器扩孔。当岩芯破碎时，应重复操作，直至找到完整岩芯。须采用金刚石扩孔器扩孔。当岩芯破碎时，应重复操作，直至找到完整岩芯。4清洗测孔清洗测孔 先用清水冲洗测孔孔壁和大孔孔底岩面，随后用高压风吹干（或用电阻丝先用清水冲洗测孔孔壁和大孔孔底岩面，随后用高压风吹干（或用电阻丝式烘烤器烘干，注意温度不宜太高）。用纱布包扎脱脂棉，缠绕在安装杆上，式烘烤器烘干，注意温度不宜太高）。用纱布包扎脱脂棉，缠绕在安装杆上，浸以丙酮，往返擦洗，直到脱脂棉上看不出有污垢物为止。浸以丙酮，往返擦洗，直到脱脂棉上看不出有污垢物为止。

37、5测试元件安装及读数测试元件安装及读数 1）安装应变计。安装前须做好各项准备工作，并检查应变计是否合格。）安装应变计。安装前须做好各项准备工作，并检查应变计是否合格。2）初始读数）初始读数 向钻孔内冲水，每隔向钻孔内冲水，每隔10 min读数一次，连续三次读数差不超过读数一次，连续三次读数差不超过5，即认为稳定。并将此读数作为初始值。即认为稳定。并将此读数作为初始值。3)钻孔解除及应变测量钻孔解除及应变测量 用大孔径钻头进行解除时，开钻后使钻头离开孔底用大孔径钻头进行解除时，开钻后使钻头离开孔底1-2cm，使钻机低速，使钻机低速缓慢推进；然后再换高速档，以免钻头受损，也利于保持岩芯的完整性。缓

38、慢推进；然后再换高速档，以免钻头受损，也利于保持岩芯的完整性。在解除过程中，按预定的分级深度（每级深度宜为在解除过程中，按预定的分级深度（每级深度宜为2cm）停钻读数，每）停钻读数，每级连续读数两次。如发现两次读数有突变现象，可加测读数一次。级连续读数两次。如发现两次读数有突变现象，可加测读数一次。套钻解除深度应超过孔底应力集中影响区。解除深度达到套钻解除深度应超过孔底应力集中影响区。解除深度达到35cm后，一后，一般读数趋于稳定，此后连续两级读数不超过般读数趋于稳定，此后连续两级读数不超过5时，可认为已达到解除深时，可认为已达到解除深度的要求。但最小解除深度不得小于度的要求。但最小解除深度不

39、得小于38cm，最大解除深度达，最大解除深度达45cm即可。即可。随后继续往解除孔冲水。最后一级每隔随后继续往解除孔冲水。最后一级每隔510min读数一次，连续三次读读数一次，连续三次读数不超过数不超过5，可认为稳定，不再解除，测试结束。，可认为稳定，不再解除，测试结束。最后退出钻具，提取岩芯，检查岩芯节理、裂隙发育情况，并进行描述。最后退出钻具，提取岩芯，检查岩芯节理、裂隙发育情况，并进行描述。6岩芯围压试验岩芯围压试验 现场测试结束后，应立即将套钻解除的岩芯连同其中的应变计现场测试结束后，应立即将套钻解除的岩芯连同其中的应变计放入围压加载器中，在现场进行围压率定试验。一方面进一步检验实放入

40、围压加载器中，在现场进行围压率定试验。一方面进一步检验实测值的准确性，另一方面在现场测定岩石的弹性模量和泊松比。其间测值的准确性，另一方面在现场测定岩石的弹性模量和泊松比。其间隔时间不宜超过隔时间不宜超过24h。当采用大循环加压时，压力宜分为当采用大循环加压时，压力宜分为5-10级，最大压力应大于预估级，最大压力应大于预估的岩体最大主应力，大循环次数不应少于的岩体最大主应力，大循环次数不应少于3次。当采用逐级加压时，次。当采用逐级加压时，读数稳定标准应符合上一条的规定。读数稳定标准应符合上一条的规定。为保证测试成果的可靠性，须在同一钻孔中同一测段附近连续进为保证测试成果的可靠性，须在同一钻孔中

41、同一测段附近连续进行数次测试，并保证至少有两个有效测点。行数次测试，并保证至少有两个有效测点。10.5 资料整理与分析资料整理与分析 1各电阻片解除应变测定值计算各电阻片解除应变测定值计算 k=nk0k k第第k级电阻片解除应变测定值（级电阻片解除应变测定值（）；）；0k、nk解除前、解除后第解除前、解除后第k级读数（级读数（）2绘制解除应变全过程曲线绘制解除应变全过程曲线 即绘制应变与解除深度关系曲线。即绘制应变与解除深度关系曲线。3解除应变测定值选取解除应变测定值选取 根据解除全过程应变曲线，结合地质条件及试验情况，分析并选根据解除全过程应变曲线，结合地质条件及试验情况，分析并选取各测量片

42、的解除应变测定值。取各测量片的解除应变测定值。4岩体三向应力场计算（包括应力分量、主应力和主应力与大地坐标岩体三向应力场计算（包括应力分量、主应力和主应力与大地坐标系系 各轴夹角的方向余弦各轴夹角的方向余弦 的计算）的计算）5根据围压试验资料，绘制压力与应变曲线，计算岩石的弹性模量和根据围压试验资料，绘制压力与应变曲线，计算岩石的弹性模量和泊松比泊松比 课课 程程 总总 结结1原位测试和室内实验相比，有哪些优缺点？原位测试和室内实验相比，有哪些优缺点？2土体原位测试方法：土体原位测试方法：静力载荷、静力触探、圆锥动力触探、静力载荷、静力触探、圆锥动力触探、标准贯入、十字板剪切、旁压试验、波速测

43、试、扁铲侧胀试标准贯入、十字板剪切、旁压试验、波速测试、扁铲侧胀试验验等。等。3岩体原位测试方法：岩体原位测试方法：现场直接剪切、岩体声波测试、原位应现场直接剪切、岩体声波测试、原位应力测试力测试、岩体变形试验（载荷试验）、点荷载试验、回弹试、岩体变形试验（载荷试验）、点荷载试验、回弹试验等。验等。4已讲原位测试方法的适用范围（条件）、试验原理、技术要已讲原位测试方法的适用范围（条件）、试验原理、技术要求、资料整理、主要用途等。求、资料整理、主要用途等。35、功与失每个人都有一不的理想，这种理想决定着他的努力判断的方向。就在这个意义上，我从来不把安逸和享乐看做是生活目的的本身功与失每个人都有一

44、不的理想，这种理想决定着他的努力判断的方向。就在这个意义上，我从来不把安逸和享乐看做是生活目的的本身-这种基础，我叫它猪栏的理想。照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美、真。这种基础，我叫它猪栏的理想。照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美、真。-爱因斯坦（美国）无论何时，不管怎样，我也绝不允许自己有一点灰心丧气。爱因斯坦（美国）无论何时，不管怎样，我也绝不允许自己有一点灰心丧气。-爱迪生（美国）爱迪生（美国）对我来说，信念意味着不担心。对我来说，信念意味着不担心。-杜威（美国）杜威（美国）希望贯穿一切，临死也不会抛弃我们。希望贯穿一

45、切，临死也不会抛弃我们。-波普（美国）波普（美国）希望永远在人的胸膛汹涌。人要经常感觉不是现在幸福，而是就要幸福了。希望永远在人的胸膛汹涌。人要经常感觉不是现在幸福，而是就要幸福了。-波普（美国）波普（美国）毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。-培根（英国败的岭，可以用这五个字来表达培根（英国败的岭，可以用这五个字来表达-我没有时间。我没有时间。-富兰克林（美国）富兰克林（美国）马云语：今天很残酷，明天更残酷，后天会很美好，但绝大多数人都死在明天晚上。马云语：今天很残酷，明天更残酷，后天会很美好，但绝大多数人都死在明天晚上。马云语：今天很残酷，明天更残酷

46、，后天会很美好，但绝大多数人都死在明天晚上。马云语：今天很残酷，明天更残酷，后天会很美好，但绝大多数人都死在明天晚上。想要有空余时间，就不要浪费时间。想要有空余时间，就不要浪费时间。-富兰克林（美国）富兰克林（美国）忽视当前一刹那的人，等于虚掷了他所有的一切。忽视当前一刹那的人，等于虚掷了他所有的一切。-富兰克林（美国）富兰克林（美国）时间不可空过，惟用之于有益的工作；一切无益的行动，应该完全制止。时间不可空过，惟用之于有益的工作；一切无益的行动，应该完全制止。-富兰克林（美国）富兰克林（美国）如果说时间是最宝贵的东西，那么浪费时间就是最大的挥霍如果说时间是最宝贵的东西，那么浪费时间就是最大的

47、挥霍你热爱生命吗？那么别浪费时间，也别和不值得交往的人来往你热爱生命吗？那么别浪费时间，也别和不值得交往的人来往.陈帅佛语陈帅佛语懒鬼起来吧！别再浪费时间，将来在坟墓内有足够的时间让你睡的。懒鬼起来吧！别再浪费时间，将来在坟墓内有足够的时间让你睡的。-富兰克林（美国）富兰克林（美国）人生太短暂了，事情是这样的多，能不兼程而进吗？人生太短暂了，事情是这样的多，能不兼程而进吗？-爱迪生（美国）真正的敏捷是一件很有价值的事。因为时间是衡量事业的标准，一如金钱是衡量货物的标准；所在在做事爱迪生（美国）真正的敏捷是一件很有价值的事。因为时间是衡量事业的标准，一如金钱是衡量货物的标准；所在在做事我有两个忠

48、实的助手，企业在市场竞争中输赢的关键在于其核心竞争力的强弱，而实现核心竞争力更新的惟一途径就是创新。一项权威的调查显示：与缺乏创新的企业相比，成功创新的企业能获得20甚至更高的成长率；如果企业80的收入来自新产品开发并坚持下去，五年內市值就能增加一倍；全球83的高级经理人深信，自己企业今后的发展将更依赖创新。23、不创新，就灭亡福特公司创始人亨利?福特24、可持续竞争的惟一优势来自于超过竞争对手的创新能力著名管理顾问詹姆斯?莫尔斯25、创新是做大公司的惟一之路管理大师杰弗里26、顾客是重要的创新来源管理学家汤姆?彼得斯27、创新是惟一的出路，淘汰自己，否则竞争将淘汰我们英特尔公司总裁安迪?格罗

49、夫28、创造性模仿不是人云亦云，而是超越和再创造哈佛大学教授西奥多?莱维特29、创新就是创造一种资源管理大师彼得?杜拉克第五章管理就是沟通、沟通再沟通P69松下幸之助关于管理有句名言：“企业管理过去是沟通，现在是沟通，未来还是沟通。”管理离不开沟通，沟通已渗透于管理的各个方面。正如人体内的血液循环一样，如果没有沟通的话，企业就会趋于死亡。30、管理就是沟通、沟通再沟通通用电器公司总裁杰克?韦尔奇31、沟通是管理的浓缩沃尔玛公司总裁萨姆?沃尔顿32、管理者的最基本能力：有效沟通英国管理学家L?威尔德33、不善于倾听不同的声音，是管理者最大的疏忽美国女企业家玛丽?凯34、企业管理过去是沟通，现在是

50、沟通，未来还是沟通日本经营之神松下幸之助第六章管理就是决策P81美国著名管理学家赫伯特?西蒙指出：“决策是管理的心脏，管理是由一系列决策组成的，管理就是决策。”35、管理就是决策美国著名管理学家赫伯特?西蒙36、世界上每100家破产倒闭的大企业中，85%是因为企业管理者的决策不慎造成的世界著名的咨询公司美国兰德公司37、正确的决策来自众人的智慧美国社会学家T?戴伊38、一个成功的决策，等于90%的信息加上10%的直觉美国企业家S?M?沃尔森39、犹豫不决固然可以免去一些做错事的可能，但也失去了成功的机会美籍华裔企业家王安博士40、在没出现不同意见之前，不做出任何决策美国通用汽车公司总裁艾尔弗雷