DLT 5367-2007 水电水利工程岩体应力测试规程.pdf

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1、 ICS 27.140 P.10 备案号：J6932007 ICS 27.140 P.10 备案号：J6932007 中华人民共和国电力行业标准 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 5367 2007 DL / T 5367 2007 水电水利工程岩体应力测试规程 水电水利工程岩体应力测试规程 Code for rock mass stress measurements of hydroelectric and water conservancy engineering Code for rock mass stress measurements of hydroelectric and

2、 water conservancy engineering 2007-07-20 发布 2007-12-01 实施 2007-07-20 发布 2007-12-01 实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国国家发展和改革委员会 发 布发 布 I 目 次 目 次 前言 1 范围 1 2 规范性引用文件 2 3 总则 3 4 孔壁应变法测试 4 5 孔底应变法测试 8 6 孔径变形法测试10 7 水压致裂法测试12 8 表面应变法测试15 附录 A（规范性附录） 地质描述内容18 附录 B（规范性附录） 岩体应力参数计算20 条文说明 26 II 1 1 范 围 1 范 围 本标

3、准规定了水电水利工程岩体应力的测试方法和技术要求。 本标准适用于水电水利工程地基、围岩、边坡的岩体应力状态测试。 2 2 规 范 性 引 用 文 件 2 规 范 性 引 用 文 件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修 改单（不包括勘误内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可 使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB50021 岩土工程勘察规范 GB50287 水利水电工程地质勘察规范 DL 5013 水利水电工程钻探规程 DL/T 5050 水利水电工程坑探规程 DL

4、/T 5125 水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程 DL/T 5331 水电水利工程钻孔压水试验规程 DL/T 5368 水电水利工程岩石试验规程 3 3 总 则 3 总 则 3.0.1 为规范水电水利工程岩体应力测试方法，提高测试成果质量，增强测试成果的可比性，制定 本标准。 3.0.2 水电水利工程岩体应力测试的任务是了解工程岩体的应力状态，可为评价岩体质量、工程地 质条件和进行岩体分类提供基本资料，为水电水利工程的设计和施工提供基本技术参数。 3.0.3 岩体应力测试的内容和数量， 应与建筑物的规模、 类型和设计阶段相适应， 并应符合 GB 50021、 GB 50287 的要求。

5、3.0.4 岩体应力测试应依据合同或任务书的要求确定。合同或任务书中，应明确设计阶段、设计意 图、有关的工程技术指标、工程地质条件、主要的岩石物理力学性质问题、对岩体应力测试工作的要求。 3.0.5 应在岩体应力测试工作之前，对工程区的区域地质构造、地形地貌条件及岩体应力特征等进 行分析研究，结合设计方案和勘察工作的布置，根据建筑物类型及设计要求，按本标准的基本要求选择测 试方法，编写测试大纲或测试工作计划。 3.0.6 当测试岩体原岩应力时，测试段应避开应力扰动区。 3.0.7 配合岩体应力测试用的钻孔、平洞，除应符合测试工作的专门要求外，还应符合 DL 5013、 DL/T 5050 和

6、DL/T 5125 的要求。需配合的岩石物理力学性质参数试验应符合 DL 5368 的要求。进行钻孔 岩体压水试验应符合 DL/T 5331 的要求。 3.0.8 测试成果整理和测试报告编写、测试工作基本要求，应符合 DL 5368 的要求。 3.0.9 岩体应力测试除应符合本标准外，尚应符合国家和行业有关标准的规定。 4 4 孔 壁 应 变 法 测 试 4 4 孔 壁 应 变 法 测 试 4.1 1 浅孔孔壁应变计测试 4.1.1 本测试适用于完整和较完整岩体。测试深度不宜大于 30m。 4.1.2 测点布置应符合下列要求： 1 在测点的测段内，岩性应均一、完整。 2 同一测段内，有效测点不

7、应少于 2 个。 4.1.3 地质描述内容见附录 A。 4.1.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 钻机。 2 金刚石钻头：包括小孔径钻头、套钻解除钻头、扩孔器、磨平钻头和锥形钻头。各类钻头规格应 与应变计配套。 3 浅孔孔壁应变计或空心包体式孔壁应变计。 4 静态电阻应变仪。 5 安装器。 6 钻孔烘烤设备。 7 岩心围压率定器。 4.1.5 测试准备应符合下列要求： 1 根据测试要求，选择适当场地，安装并固定好钻机，按预定的方位角和倾角进行钻进。 2 用套钻解除钻头钻至预定的测试深度，取出岩心，进行描述。 3 用磨平钻头磨平孔底，用锥形钻头打喇叭口。 4 用小孔径钻头钻中心测试孔，深度视

8、应变计要求长度而定。中心测试孔应与解除孔同轴，两孔孔 轴偏差不应大于 2mm。 5 中心测试孔钻进过程中，应施力均匀并一次完成，取出岩心进行描述。当孔壁不光滑时，应采用 金刚石扩孔器扩孔；当岩心不能满足测试要求时，应重复本条 24 款步骤，直至找到完整岩心位置。 6 用水冲洗中心测试孔直至回水不含岩粉为止。 7 根据所选类型的孔壁应变计和黏结剂要求，对中心测试孔孔壁进行干燥处理或清洗。 4.1.6 浅孔孔壁应变计安装应符合下列规定： 1 在中心测试孔孔壁和应变计上均匀涂上黏结剂。 2 用安装器将应变计送入中心测试孔，就位定向，施加并保持一定的预压力，使应变计牢固地黏结 5 在孔壁上。 3 待黏

9、结剂充分固化后，取出安装器，量测测点方位角、倾角及埋设深度。 4 检查系统绝缘值，不应小于 100M。 4.1.7 空心包体式孔壁应变计安装应符合下列规定： 1 在应变计内腔的胶管内注满黏结剂胶液。 2 用安装器将应变计送入中心测试孔，就位定向，然后推动安装杆，切断定位销钉，挤出黏结剂。 3 其他应符合 4.1.6 条中 34 款的规定。 4.1.8 测试及稳定标准应符合下列规定： 1 从钻具中引出应变计电缆，连接电阻应变仪。 2 向钻孔内冲水，冲水 10min 后，每隔 10min 读数一次，连续三次读数相差不大于 5 时，即认 为稳定，并将最后一次读数作为初始读数。 3 用套钻解除钻头在匀

10、压匀速条件下，进行连续套钻解除，每钻进 2cm 读数一次。 4 套钻解除深度应超过孔底应力集中影响区。当解除至一定深度后，应变计读数趋于稳定，可终止 钻进。最终解除深度，即应变计中应变丛位置至解除孔孔底深度，不应小于解除岩心外径的 2.0 倍。 5 向钻孔内继续充水，每隔 10min 读数一次，连续三次读数相差不大于 5 时，可认为稳定，取 最后一次读数作为最终读数。 6 在套钻解除过程中，当发现异常情况时，应及时停钻检查，进行处理并记录。 7 检查系统绝缘值。退出钻具，取出装有应变计的岩心，进行描述。 4.1.9 岩心围压试验应按下列步骤进行： 1 现场测试结束后，应将解除后带有应变计的岩心

11、放入岩心围压率定器中，进行围压试验。其间隔 时间，不宜超过 24h。 2 将应变计电缆与电阻应变仪连接，对岩心施加围压。率定的最大压力宜大于预估的岩体最大主应 力，压力宜分为 510 级，按最大压力等分施加。 3 采用大循环加压时，每级压力下应读数一次，两相邻循环最大压力时的读数不超过 5 时，可 终止试验，但大循环的次数不应少于三次。 4 采用一次逐级加压时，每级压力下应读取稳定读数，每隔 10min 读数一次，连续三次读数相差不 大于 5 时，即认为稳定，可施加下一级压力。 4.1.10 测试成果整理应符合下列要求： 1 根据岩心解除应变值和解除深度，绘制解除过程曲线。 2 根据围压试验资

12、料，绘制压力与应变关系曲线，计算岩石弹性模量和泊松比。 3 岩体应力参数计算见附录 B。 6 4.1.11 浅孔孔壁应变计测试记录应包括工程名称、钻孔编号、钻孔位置、孔口高程、测点编号、测 点位置、测试方法、地质描述、测试深度、相应于解除深度的各应变片应变值、各应变片及应变丛布置、 钻孔轴向方位角和倾角、围压试验资料。 4 4.2 2 深孔孔壁应变计测试 4.2.1 本测试适用于完整和较完整岩体，测试应在铅垂向钻孔内进行。 4.2.2 测点布置应符合 4.1.2 条的要求。 4.2.3 地质描述内容见附录 A。 4.2.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 钻机。 2 金刚石钻头：包括小孔径钻

13、头、套钻解除钻头、扩孔器、磨平钻头和锥形钻头。各类钻头规格应 与应变计配套。 3 深孔孔壁应变计。 4 静态电阻应变仪。 5 安装器。 6 岩心围压率定器。 4.2.5 测试准备应符合下列要求： 1 根据测试要求，选择适当场地，安装并固定好钻机。 2 按铅直方向钻孔，用套钻解除钻头钻至预定的测试深度。取出岩心，进行描述。 3 用磨平钻头磨平孔底，用锥形钻头打喇叭口。 4 用小口径钻头钻中心测试孔，深度视应变计要求长度而定。中心测试孔应与解除孔同轴，两孔孔 轴偏差不应大于 2mm。 5 中心测试孔钻进过程中，应施力均匀并一次完成，取出岩心进行描述。当孔壁不光滑时，应采用 金刚石扩孔器扩孔；当岩心

14、不能满足测试要求时，应重复本条 24 款步骤，直至找到完整岩心位置。 6 清洗中心测试孔，直至回水不含岩粉为止。 4.2.6 应变计安装应符合下列规定： 1 将深孔孔壁应变计组装在安装器上，与安装器接线室内的插座对位连接。引出专用测量电缆，用 密封胶液注满接线室，套上保护罩。 2 将中心圆锥体装入安装器头部，使安装器置于等待工作状态。拉出触针，检查触发系统，圆锥体 应在触发系统工作后能自由下落。 3 在应变计头部套上胶罐，在胶罐内注满黏结剂胶液，使整个应变计浸泡在胶液中。应预留胶液样 品。 7 4 将专用测量电缆连接电阻应变仪，测读应变计各应变片的初始读数。每 10min 读数一次，连续三 次

15、读数相差不大于 5 时，即认为稳定，并将最后一次读数作为安装前的初始读数。 5 用安装器将应变计放入中心测试孔内测段位置，触针启动触发系统，推掉胶罐，将应变计撑开， 使中心圆锥体下落，利用安装器的重力，推动中心圆锥体对应变计施加压力，将应变计牢固地黏结在孔壁 上。 6 启动电加热罗盘加温 30min，使罗盘指针定位，切断电源使电加热罗盘自行冷却。 7 观察预留的黏结剂胶液样品，待黏结剂充分固化后，检查系统绝缘值，不应小于 100M。 4.2.7 测试及稳定标准应符合下列规定： 1 将专用测量电缆连接电阻应变仪，测读应变计各应变片的初始读数。每 10min 读数一次，连续三 次读数相差不大于 5

16、 时，即认为稳定，并将最后一次读数作为应变计的初始读数。应将初始读数与安 装前的初始读数进行核对。 2 提升安装器，拔出连接插座。取出安装器和测量电缆，量测测点方位角及埋设深度。 3 将套钻钻头送至测试部位，在匀压匀速条件下进行套钻连续解除。解除深度即自应变计中应变丛 位置至解除孔孔底的距离，应大于解除岩心外径的 2.0 倍。 4 取出带有应变计的岩心，并立即置于与测点环境温度相同的环境，检查系统绝缘值并对岩心进行 描述。 5 对插座进行对位连接，通过测量电缆连接应变仪，测读应变计各应变片的读数。每 10min 读数一 次，连续三次读数相差不大于 5 时，即认为稳定，并将最后一次读数作为应变计

17、的最终读数。 6 记录测试过程中的各种现象。 4.2.8 岩心围压试验应按 4.1.9 条规定的步骤进行。 4.2.9 测试成果整理应符合下列要求： 1 根据围压试验资料，绘制压力与应变关系曲线，计算岩石弹性模量和泊松比。 2 岩体应力参数计算见附录 B。 4.2.10 深孔孔壁应变计测试记录应包括工程名称、钻孔编号、钻孔位置、孔口标高、测点编号、测 点位置、测试方法、地质描述、测试深度、安装前后各电阻片初始应变值、解除后各应变片最终应变值、 各应变片及应变丛布置、应变计方位角、围压试验资料。 8 5 孔 底 应 变 法 测 试 5 孔 底 应 变 法 测 试 5.0.1 本测试适用于完整和较

18、完整岩体。 5.0.2 测点布置应符合下列要求： 1 当测试岩体空间应力状态时，应布置交会于岩体某点的三个测试孔，两个辅助测试孔与主测试孔 夹角宜为45，三个测试孔宜在同一平面内。测点宜布置在交会点附近。 2 其他应符合 4.1.2 条的要求。 5.0.3 地质描述内容见附录 A。 5.0.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 钻机。 2 金刚石钻头：包括套钻解除钻头、粗磨钻头、细磨钻头。各类钻头规格应与应变计配套。 3 孔底应变计。 4 静态电阻应变仪。 5 安装器。 6 钻孔烘烤设备。 7 岩心围压率定器。 5.0.5 测试准备应符合下列要求： 1 根据测试要求，选择适当场地，安装并固定好

19、钻机，按预定的方位角和倾角进行钻进。 2 用套钻解除钻头钻至预定的测试深度，取出岩心，进行描述。当不能满足测试要求时，应继续钻 进，直至找到合适位置。 3 用粗磨钻头将孔底磨平，再用细磨钻头进行精磨。孔底应平整光滑。 4 根据所选类型的孔底应变计和黏结剂要求，对孔底进行干燥处理或清洗。 5.0.6 应变计安装应符合下列规定： 1 在孔底平面和孔底应变计底面分别均匀涂上黏结剂。 2 用安装器将应变计送至孔底中央部位，经定向定位后对应变计施加一定的预压力，使应变计牢固 地黏结在孔底上。 3 待黏结剂充分固化后，取出安装器，量测测点方位角及埋设深度。 4 检查系统绝缘值，不应小于 100M。 5.0

20、.7 测试及稳定标准应符合下列规定： 1 读取初始读数时，钻孔内冲水时间不宜少于 30min。 9 2 每解除 1cm 读数一次。 3 最终解除深度不应小于解除岩心直径的 0.8。 4 其他应符合 4.1.8 条的规定。 5.0.8 岩心围压试验应按 4.1.9 条规定的步骤进行。试验时应变计应位于围压器中间，另一端接装 直径和岩性相同的岩心。 5.0.9 测试成果整理应符合下列要求： 1 根据岩心解除应变值和解除深度，绘制解除过程曲线。 2 根据围压试验资料，绘制压力与应变关系曲线，计算岩石弹性模量和泊松比。 3 岩体应力参数计算见附录 B。 5.0.10 孔底应变法测试记录应包括工程名称、

21、钻孔编号、钻孔位置、孔口标高、测点编号、测点位 置、测试方法、地质描述、测点深度、相应于解除深度的各应变片应变值、各应变片位置、钻孔轴向方位 角、围压试验资料。 6 孔 径 变 形 法 测 试 6 孔 径 变 形 法 测 试 6.0.1 本测试适用于完整和较完整岩体。 6.0.2 测点布置应符合 5.0.2 条的要求。 6.0.3 地质描述内容见附录 A。 6.0.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 钻机。 2 金刚石钻头：包括小孔径钻头、套钻解除钻头、扩孔器、磨平钻头和锥形钻头。各类钻头规格应 与孔径变形计配套。 3 四分向钢环式孔径变形计。 4 静态电阻应变仪。 5 安装器。 6 岩心围

22、压率定器。 6.0.5 测试准备应符合 4.1.5 条中 16 款的要求。 6.0.6 变形计安装应符合下列规定： 1 将孔径变形计与应变仪连接，然后装上定位器，用安装器将变形计送入中心测试孔内。根据中心 测试孔直径调整触头长度，孔径变形计应变钢环的预压缩量宜为 0.2mm0.4mm。在将孔径变形计送入中 心测试孔的过程中，应观测应变仪的读数变化情况。 2 将孔径变形计送至预定位置后，适当锤击安装杆端部，使孔径变形计锥体楔入中心测试孔内，与 孔口紧密接触。 3 退出安装器，记录定向器读数，量测测点方位角及深度。 4 检查系统绝缘值，不应小于 100M。 6.0.7 测试及稳定标准应符合 4.1

23、.8 条的规定。 6.0.8 岩心围压试验应按 4.1.9 条规定的步骤进行。 6.0.9 测试成果整理应符合下列要求： 1 按下列公式计算孔径变形计各测量元件孔径应变： n0i i K d = （6.0.9） 式中： i 各级解除深度的应变值； ni 各级解除深度的应变仪读数； 10 11 0 初始读数； K 测量元件率定系数，mm； d 中心测试钻孔直径，mm。 2 根据套钻解除时的应变仪读数计算的应变值和解除深度，绘制解除过程曲线。 3 根据围压试验资料，绘制压力与孔径变形关系曲线，计算岩石弹性模量和泊松比。 4 岩体应力参数计算见附录 B。 6.0.10 孔径变形法测试记录应包括工程名

24、称、钻孔编号、钻孔位置、孔口标高、测点编号、测点位 置、测试方法、地质描述、测试深度、相应于解除深度的各应变片应变值、孔径变形计触头布置、钻孔轴 向方位角、中心测试孔直径、各元件率定系数、围压试验资料。 w w w . b z f x w . c o m 12 7 水 压 致 裂 法 测 试 7 水 压 致 裂 法 测 试 7.0.1 本测试适用于完整和较完整岩体。 7.0.2 测点布置应符合下列要求： 1 测点的加压段长度应大于测试孔直径的 6.0 倍。加压段的岩性应均一、完整。 2 加压段与封隔段岩体的透水率不宜大于 1Lu。 3 应根据钻孔岩心柱状图或钻孔电视选择测点。同一测试孔内测点的

25、数量，应根据地形地质条件、 岩心变化、测试孔孔深而定。两测点间距宜大于 5m。 7.0.3 地质描述内容见附录 A。 7.0.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 钻机。 2 高压大流量水泵。 3 连接管路。 4 封隔器。 5 压力表和压力传感器。 6 流量表和流量传感器。 7 函数记录仪。 8 安装器。 9 印模器或钻孔电视。 7.0.5 测试准备应符合下列要求： 1 根据测试要求，在选定部位进行钻孔。测试孔孔径应满足封隔器要求，孔壁应光滑，孔深宜超过 预定最深测试部位 10m。测试孔应进行压水试验。 2 测试孔应全孔取心，每一回次应进行冲孔，终孔时孔底沉淀不宜超过 0.5m。应量测岩体内稳

26、定地 下水位。 3 对连接管路进行密封性能试验，试验压力不应小于 15MPa。 7.0.6 仪器安装应符合下列规定： 1 加压系统宜采用双回路加压，分别向封隔器和加压段施加压力。 2 按仪器使用要求，将两个封隔器按加压段要求的距离串接，用连接管路通过压力表与水泵相连。 3 加压段用连接管路通过流量计、压力表与水泵相连，在管路中接入压力传感器与流量传感器，并 接入函数记录仪。 w w w . b z f x w . c o m 4 将组装后的封隔器用安装器送入测试孔预定测点的加压段，对封隔器进行充水加压，使封隔器座 封与测试孔孔壁紧密接触，形成充水加压孔段。施加的压力应小于测试岩体破裂缝的重张压

27、力。 7.0.7 测试及稳定标准应符合下列规定： 1 打开函数记录仪，同时记录压力与时间关系曲线和流量与时间关系曲线。 2 对加压段进行充水加压，按预估的压力稳定地升压，加压时间不宜少于 1min，同时观察关系曲线 的变化。当压力上升至曲线出现拐点，压力突然下降，流量急剧上升，此时的峰值压力即为岩体的破裂压 力。 3 立即关闭水泵，使压力系统保持密闭状态，随着水向岩体渗入，压力逐步下降而趋于稳定，其稳 定压力值即为瞬时关闭压力。 4 打开水泵阀门进行卸压退零。 5 按本条 24 款步骤继续进行加压、卸压循环，此时的峰值压力即为岩体的重张压力。循环次数不 宜少于 3 次。 6 测试结束后，将封隔

28、器内压力退至零，在测试孔内移动封隔器，按本条 25 款步骤进行下一测点 的测试。测试应自孔底向孔口逐点进行。 7 全孔测试结束后，从测试孔中取出封隔器，用印模器或钻孔电视记录加压段岩体裂缝的长度和方 向，裂缝的方向即为最大平面主应力的方向。 7.0.8 测试成果整理应符合下列要求： 1 根据压力与时间关系曲线和流量与时间关系曲线确定各循环特征点参数。 2 按下列公式计算岩体应力和抗拉强度： hs Sp= （7.0.8-1） 13 0 Hsr 3Sppp= （7.0.8-2） tb pp= r （7.0.8-3） 式中： Sh 钻孔横截面上岩体平面最小主应力，MPa； SH 钻孔横截面上岩体平面

29、最大主应力，MPa； t 岩体抗拉强度，MPa； ps 瞬时关闭压力，MPa； pr 重张压力，MPa； pb 破裂压力，MPa； p0 岩体孔隙压力，MPa。 w w w . b z f x w . c o m 14 3 根据印模器或钻孔电视记录，绘制裂缝形状、长度图，并据此确定岩体平面最大主应力方向。 4 当压力传感器与测点有高程差时，岩体应力应叠加静水压力。岩体孔隙水压力可采用岩体内稳定 地下水位在测点处的静水压力。 5 应绘制岩体应力与测试深度关系曲线。 7.0.9 水压致裂法测试记录应包括工程名称、钻孔编号、钻孔位置、孔口高程、测点编号、测点位 置、测试方法、地质描述、测试深度、压力

30、与时间关系曲线、流量与时间关系曲线、最大主应力方向。 w w w . b z f x w . c o m 15 8 表 面 应 变 法 测 试 8 表 面 应 变 法 测 试 8 8. .1 1 表 面 解 除 法 测 试 表 面 解 除 法 测 试 8.1.1 本测试适用于完整和较完整岩体。 8.1.2 测点布置应符合下列要求： 1 测试可在基坑、边坡或地下洞室岩体表面进行。 2 测点及测点附近岩体应均一、完整。 3 在岩体表面解除岩心直径 2.0 倍范围内，表层受扰动的岩体应清除干净，表面起伏差不宜大于 0.5cm。 4 在解除岩心中心粘贴应变丛部位，用金刚石砂纸或砂轮对表面进行磨平，磨平

31、范围应为应变丛直 径的 2.0 倍。 8.1.3 地质描述内容见附录 A。 8.1.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 掏槽设备。 2 应变丛。 3 静态电阻应变仪。 8.1.5 测试准备应符合下列要求： 1 清洗粘贴应变丛部位，按确定的坐标轴方向和应变丛要求方向粘贴应变丛。必要时采取防潮措施。 2 安装防护罩，引出测量导线。 3 检查系统绝缘值，不应小于 100M。 8.1.6 测试及稳定标准应符合下列规定： 1 用导线连接电阻应变仪，每隔 10min 读数一次，当各应变片连续三次读数差不大于 5 时，即 认为稳定，将最后一次读数作为初始读数。 2 解除岩心直径宜为 20cm30cm。可采

32、用手工解除，也可采用风钻或钻机解除，每级解除深度宜为 1cm2cm。 3 每解除一级深度后，应立即读数一次，隔 10min 后再读数一次，即可进行下一级解除。 4 解除至读数稳定后，可停止测试，但最终解除深度不应小于解除岩心直径的 0.5。 5 应描述解除岩心在解除过程中裂隙开展情况。 8.1.7 测试成果整理应符合下列要求： 1 绘制解除深度与应变丛各应变片应变关系曲线，取应变的稳定值作为应变计算值。 w w w . b z f x w . c o m 2 根据应变丛的技术要求，计算最大主应变、最小主应变和夹角。 3 按下列公式计算岩体表面应力参数： 11 2 () 1 E 3 =+ （8.

33、1.7-1） 33 2 () 1 E 1 =+ （8.1.7-2） 式中： 1、3 最大、最小主应力，MPa； 1、3 最大、最小主应变； E 岩石弹性模量，MPa； 岩石泊松比。 8.1.8 表面解除法测试记录应包括工程名称、测点编号、测点位置、测试方法、地质描述、解除岩 心直径、相应于解除深度的各应变片应变值、应变丛粘贴方向、应变丛中各应变片位置。 8 8. .2 2 表 面 恢 复 法 测 试 表 面 恢 复 法 测 试 8.2.1 本测试适用于完整和较完整岩体。 8.2.2 测点布置应符合下列要求： 1 测试可在基坑、边坡或地下洞室岩体表面进行。 2 测点及测点附近岩体应均一、完整。

34、3 在岩体表面解除槽长度 2 倍的范围内，表层受扰动的岩体应清除干净，表面应修凿平整，表面起 伏差不宜大于 0.5cm。 4 应变片宜布置在解除槽上方。粘贴部位用金刚石砂纸或砂轮对表面进行磨平。 8.2.3 地质描述内容见附录 A。 8.2.4 主要仪器设备应包括下列各项： 1 掏槽设备。 2 液压枕：长度为 50cm，宽度与长度之比为 0.61.0。 3 油泵、压力表、连接管路。 4 电阻应变片。 5 静态电阻应变仪。 8.2.5 测试准备应符合下列要求： 1 清洗粘贴应变片部位，垂直解除槽方向粘贴 23 片应变片，应变片距解除槽中心距离为液压枕长 16 17 度的 1/3。必要时采取防潮和

35、保护措施。 2 检查系统绝缘值，不应小于 100M。 8.2.6 测试和稳定标准应符合下列规定： 1 连接电阻应变仪，每隔 10min 读数一次，当各应变片连续三次读数差不大于 5 时，即认为稳 定，将最后一次读数作为初始读数。 2 解除槽的长度宜为液压枕长度的 1.05 倍，深度宜为液压枕宽度，宽度应比液压枕厚度宽 1cm。可 采用手工解除，也可采用风钻解除，每级解除深度宜为 2cm3cm。 3 每解除一级深度后，应立即读数一次，10min 后再读数一次，即可进行下一级解除。 4 解除至要求深度后，按本条 1 款稳定标准读取稳定值。稳定读数与初始读数之差即为解除应变值。 5 清洗解除槽，埋设

36、液压枕。当液压枕为水平向埋设时，在解除槽底部铺设一层水泥浆，放置底部 凹槽已用水泥砂浆填平并经养护的液压枕，用水泥浆将槽填满；当液压枕不是水平向放置时，可直接充填 水泥浆。 6 应防止水泥浆内有气泡。液压枕应置于槽中央，并将液压枕外侧鼓边出露一半。 7 当水泥浆达到要求的养护时间后，通过连接管路连接液压枕、压力表和油泵，按本条 1 款稳定标 准读取加压前的稳定读数作为初始值。 8 加压宜采用一次逐级加压法。按预估应力分 510 级施加，每施加一级压力读数一次，10min 后 再读数一次，即可施加下一级压力。 9 当加至最大压力，加压应变值仍小于解除应变值时，应继续按分级压力施加压力，直至加压应

37、变 值大于解除应变值。 10 缓慢退压至零，按本条 1 款稳定标准读取应变稳定值。 11 应描述试点岩体表面在解除和恢复过程中，裂缝开展和闭合情况。 8.2.7 测试成果整理应符合下列要求： 1 绘制解除深度与应变关系曲线，各级压力与恢复应变关系曲线。 2 根据解除曲线的解除应变值确定在压力与恢复应变关系曲线上对应的压力值，即为垂直槽方向的 岩体应力值。 8.2.8 表面恢复法测试的记录应包括工程名称、测点编号、测点位置、测试方法、地质描述、解除 槽尺寸和方向、液压枕尺寸、应变片位置、相应于解除深度的各应变片应变值、各级压力下的各应变片应 变值。 18 附 录 A A （规范性附录） 地 质

38、描 述 内 容 A A.1 1 收集工程区的有关资料，宜包括下列内容： A A.1.1 区域地质构造图。 A A.1.2 工程区工程地质图。 A A.1.3 工程区地形图，并附典型剖面图。 A A.1.4 工程布置图。 A A.1.5 主要建筑物位置、尺寸、轴线方向。 A A.1.6 工程区岩体成层建造或产出状态，重要结构面产状及特性。 A A.1.7 工程区内岩体应力特征。 A.2 A.2 测试洞资料宜包括下列内容： A A.2.1 测试洞编号、位置、洞口高程、轴线方向。 A A.2.2 测试洞展示图，并附典型剖面图。 A A.2.3 岩石名称、结构、构造，主要矿物成分、颜色。 A A.2.

39、4 各类结构面产状、性质、延伸长度、充填物性质。 A A.2.5 断层位置、产状、宽度、断层带性质。 A A.2.6 地下水出露位置、类型、性质、渗水量。 A A.2.7 岩体分类。 A A.2.8 风化、卸荷带类型。 A A.2.9 岩体应力特征。 A A.3 井、坑、边坡资料参照 A.2 内容。 A A.4 测试钻孔段地质描述应包括下列内容： A A.4.1 测试洞编号、位置、高程。 A A.4.2 测试钻孔段桩号、测试孔布置。 A A.4.3 岩石名称、岩体分类、结构，主要矿物成分、颜色、风化程度。 A A.4.4 各类结构面位置、产状、性质、连续性。 A A.5 测点地质描述应包括下列

40、内容： 19 A A.5.1 测试钻孔位置、孔口高程、轴线方向。 A A.5.2 测点位置。 A A.5.3 岩石名称、结构。 A A.5.4 结构面位置、产状、性质、充填物性质。 A A.5.5 测试钻孔柱状图及岩体质量指标（RQD） 。水压致裂法测试钻孔应有透水性指标。 A A.5.6 测试钻孔内岩体应力特征。 A A.5.7 测试钻孔钻进过程中的情况。 A A.5.8 表面应变法测试应作测点表面素描图。 20 附 录 B B （规范性附录） 岩体应力参数计算 B B.1 基本规定 B B.1.1 数据整理应符合下列规定： B B.1.1.1 应取有效测点数据。 B B.1.1.2 根据解

41、除深度与应变的关系曲线，分析曲线特征，选取稳定值作为应变计算值，或以专家 判定选取应变计算值。 B B.1.2 坐标系应符合下列规定： B B.1.2.1 岩体应力测试计算坐标系应采用右手系。 B B.1.2.2 大地坐标系o XYZ：轴Z为铅垂向上，轴X为正北方向或建筑物轴线，其方位角为0。 B B.1.2.3 钻孔坐标系o xyz： 轴z为钻孔轴向， 指向孔口为正； 轴x为水平向； 按右手系确定y轴， 位于上半空间的指向为正。 B B.1.2.4 当采取三孔交会测试时，钻孔坐标系为o xiyizi，i为 13。 B B.1.3 测点处坐标应符合下列规定： B B.1.3.1 钻孔孔壁应变法

42、：由孔口向孔内方向确定坐标，钻孔坐标系x、y轴为测点处坐标x、y轴； 由围岩向孔轴方向确定测点孔壁处坐标，平行钻孔坐标系z轴为孔壁坐标z轴，按左手系垂直z轴为 轴。 B B.1.3.2 其他形式测试均由孔口向孔内方向确定坐标，钻孔坐标系x、y轴为测点处坐标x、y轴。 B B.1.4 钻孔方向应符合下列规定： B B.1.4.1 钻孔倾角i以仰角为正。 B B.1.4.2 钻孔方位角i为钻孔在水平面上投影线的方位。 B B.1.4.3 当钻孔为铅垂向时，i为垂直x轴方向或正东向。 B B.1.4.4 倾角和方位角单位为度。 B B.1.5 测量元件序号应符合下列规定： B B.1.5.1 孔壁应

43、变计：i为布置在孔壁上的应变丛序号，j为应变丛内应变片序号，为应变丛与x轴 的夹角， 为应变片与轴的夹角。 B B.1.5.2 孔底应变计：i为测试钻孔序号，j为应变计中应变片序号，为应变片与x轴的夹角。 B B.1.5.3 钻孔变形计：i为测试钻孔序号，j为触头测试方向序号，为测试方向与x轴夹角。 B B.1.5.4 夹角以逆时针方向为正，单位为度。 B B.2 孔壁应变法应力参数计算 B B.2.1 按下列公式计算孔壁应变法大地坐标系中空间应力分量： xxxyyyzzzxy xyyz yzzx zxij EAAAAAA=+ j （B.1） 式中： E 围岩弹性模量，MPa； ij 序号为i

44、应变丛j应变片应变计算值。 B B.2.2 式（B.1）中，x、y、z、xy、yz、zx为岩体空间应力分量，单位MPa；Axx、Ayy、Azz、 Axy、Ayz、Azx为应力系数。 B B.2.3 按下列公式计算应力系数： 22222222 xxxyzxyz 2222 xyx y y zx z ()sin ()cos 2(1)()cos22sin2 sin 2(1)(cossin)sin2 jj ii iij Allllll lll l l ll l =+ + + s （B.2） 2222222 yyxyzxyz 2222 xyxy yzxz ()sin ()co 2(1)()cos22sin

45、2 sin 2(1)(cossin)sin2 jj ii iij Ammmmmm mmm m m mm m j =+ + + j （B.3） 2222222 zzxyzxyz 2222 xyxy yzxz ()sin ()cos 2(1)()cos22sin2 sin 2(1)(cossin)sin2 jj ii iij Annnnnn nnn n n nn n =+ + + j j （B.4） 2 xyxxyyzz 2 xxyyzz 22 yyxyyx yzzyxzzx 2()sin 2 ()cos 4(1)cos2()sin2 sin 2(1)()cos()sinsin2 j j ii i

46、i Al ml ml m l ml ml m l ml ml m l ml ml ml m =+ + + + j j （B.5） 2 yzxxyyzz 2 x xy yz z 22 y yx yy x y zz yx zz x 2()sin 2 ()cos 4(1)cos2()sin2sin 2(1)()cos()sinsin2 j j ii ii Am nm nm n n ln ln l n ln ln l n ln ln ln l =+ + + + （B.6） 21 22 j j 2 zxx xy yz z 2 x xy yz z 22 y yx yy x y zz yx zz x 2()

47、sin 2 ()cos 4(1)cos2()sin2sin 2(1)()cos()sinsin2 j j ii ii An ln ln l n ln ln l n ln ln l n ln ln ln l =+ + + + （B.7） 式中： 围岩泊松比。 B B.2.4 式（B.2）式（B.7）中lx、mx、nx，ly、my、ny，lz、mz、nz为测试钻孔坐标系各轴对于大地 坐标系的方向余弦。 B B.2.5 采用空心包体进行孔壁应变法测试时，在计算中应根据空心包体几何尺寸、材料变形参数进 行修正。空心包体应提供有关技术参数。 B B.3 孔底应变法应力参数计算 B B.3.1 按下列公式计算孔底应变法大地坐标系中空间应力分量： xxxyyyzzzxy xyyz yzzx zx iiiiii ij EAAAAAA=+（B.8） 式中： ij 序号为i测试钻孔中的j应变片应变计算值。 B B.3.2 式（B.8）中， xx i A、