【摘要】：利用巖石的Kaiser效應(yīng)來測量地應(yīng)力因其測試方法簡單、成本低、可靠性比較高等特點(diǎn),已經(jīng)被廣泛采用。近年來有大量采用這一方法來測定工程巖體中的地應(yīng)力的研究報告。由于主應(yīng)力的方向很難在地應(yīng)力測量前確定,需在多個方向上采取巖樣進(jìn)行室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來計算地應(yīng)力的主應(yīng)力和主方向。這就涉及到一個根本性問題:對已經(jīng)在巖體中承受過地應(yīng)力的巖樣進(jìn)行室內(nèi)加載(即二次加載)時,若加載方向(試件軸向)與巖體中地應(yīng)力的主方向偏離一定角度(即二次加載方向與初次加載方向間有一定夾角),Kaiser效應(yīng)是否還存在。如果偏離一定角度的試樣再加載后所獲得的應(yīng)力數(shù)值已經(jīng)不是原地應(yīng)力值,那么采用Kaiser效應(yīng)測量地應(yīng)力的方法就是錯誤的。由于與本文相關(guān)的研究成果很少,且不同研究者所獲得的結(jié)論不一致,本文對產(chǎn)自廣東的花崗巖進(jìn)行了單軸加載試驗(yàn)研究。通過單軸預(yù)加載形成目標(biāo)應(yīng)力,然后對試件進(jìn)行二次加工,使得新的試件軸向與原軸向產(chǎn)生偏角,再次加載后即可對加載方向改變后Kaiser效應(yīng)的存在性與可靠性進(jìn)行分析。主要結(jié)論如下:(1)在確定Kaiser點(diǎn)時,應(yīng)對多個參數(shù)進(jìn)行綜合分析,主要通過累計能量計數(shù)曲線判斷Kaiser點(diǎn),然后利用累計振鈴計數(shù)曲線輔助判斷,最后根據(jù)聲發(fā)射能量計數(shù)圖進(jìn)行特征點(diǎn)篩選,結(jié)果更為可靠;(2)對于本文試驗(yàn)中所使用的巖石而言,Kaiser效應(yīng)試驗(yàn)在巖石抗壓強(qiáng)度的10%到60%的范圍內(nèi)較為顯著;(3)兩次加載的加載方向分別成15°和20°夾角時,Kaiser效應(yīng)仍然存在的試件分別占總數(shù)的78.95%和68.18%,可見兩次加載方向夾角越大,存在Kaiser效應(yīng)的試件所占百分比越小;(4)試驗(yàn)結(jié)果顯示,兩次加載方向成15°和20°夾角時,Kaiser點(diǎn)對應(yīng)應(yīng)力與預(yù)加載應(yīng)力之比FR值分別為1.02、1.07,此時Kaiser效應(yīng)仍然存在,且其記憶的應(yīng)力精度能夠滿足需求,即夾角略大于20°時,仍可利用Kaiser效應(yīng)測量地應(yīng)力,這與Holcomb和Costin等人的結(jié)論完全不同;(5)兩次加載方向成20°夾角相較于15°,FR值更大,Kaiser點(diǎn)識別比較困難的試件比例也更大,因此可以推斷,兩次加載方向所成夾角越大,FR值越大,Kaiser效應(yīng)越模糊,其對應(yīng)力記憶的準(zhǔn)確性越低。
【圖文】：

圖 1.1 Kaiser 效應(yīng)法測量地應(yīng)力取樣方向行室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)，利用 Kaiser 效應(yīng)得出各方向上值，就可以計算出主應(yīng)力的大小和方向。種方法很難保證取到的巖心方向與實(shí)際的主地應(yīng)力方 6 個方向取得的巖芯方向在最不利的情況下與主應(yīng)力。在這種情況下，室內(nèi)試驗(yàn)的加載方向與主應(yīng)力的很可能會大于 10°，此時觀察到的 Kaiser 點(diǎn)就不一定法測得的地應(yīng)力將失去理論依據(jù)而變得完全不可靠，定角度時 Kaiser 效應(yīng)是否存在的研究具有重大的實(shí)際對于這一問題，不同研究者得到的結(jié)論并不統(tǒng)一，甚者認(rèn)為兩次加載夾角大于 10°時 Kaiser 效應(yīng)已不存在為 15°是一個分界線，大于 15°的偏角，Kaiser 效應(yīng)

第二章 試驗(yàn)方案及試件加工.1 試驗(yàn)設(shè)備.1.1 試件加工設(shè)備試件加工主要使用昆明理工大學(xué)巖石力學(xué)加工室的 SCQ-4A 自動切石機(jī)（ 2.1）和 SCM200 雙端面磨平機(jī)（見圖 2.2）。先用自動切石機(jī)將試件粗切成型后用磨平機(jī)打磨各端面，使用機(jī)械百分表測量各端面，，保證平整度和平行度試驗(yàn)規(guī)程的要求。SCQ-4A 自動切石機(jī)的巖石固定機(jī)構(gòu)如圖 2.3 所示，由橫向桿上的螺栓和下層橡膠組成，將試件按照預(yù)定的切割角度放置后擰緊螺栓，會陷入橡膠墊，從而避免試件在切割過程中產(chǎn)生移動，影響加工質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD313

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2680806