水泥砂浆体中三向压力传感器的测量特性

确定三向压力传感器实测应力与其周围待测介质初始应力的关系是实现其应力测量的必要条件。为了解三向压力传感器在实际应用中的测量特性,利用RMT岩石力学试验系统对自行研发的三向压力传感器进行标定,研究各个传感面的重复性和线性度,得到各个传感面的标定系数。以水泥砂浆为材料,浇筑制成嵌入三向压力传感器的立方体试样(边长600 mm),并利用自行研制的真三轴试验加载装置,研究重复荷载作用下水泥砂浆体中三向压力传感器实测应力随外部加载应力状态的变化规律。水泥砂浆体的孔隙结构使得三向压力传感器的实测应力存在滞后现象,但在重复荷载作用下,水泥砂浆体中的孔隙结构逐渐被压密,三向压力传感器的实测应力曲线逐渐趋于稳定。静水应力状态加载条件下,三向压力传感器的实测应力与其对应面的加载应力呈线性相关关系;非静水应力条件下,三向压力传感器的实测应力不仅与其对应面的加载应力呈线性相关关系,而且与其对应面的加载应力与其他2个面的加载应力之差也成线性相关关系。在此基础上,提出用于描述介质初始应力状态对三向压力传感器实测应力影响规律的数学关系。

流变应力恢复法地应力测试技术研究与应用

为有效实施煤矿深部工程围岩的稳定性计算和巷道支护,必须对地应力有一个准确的估计。流变应力恢复法地应力测试技术,能够成功实施煤矿深部巷道软弱裂隙围岩的地应力测试,实现煤矿深部巷道裂隙软弱围岩地应力场演化过程的长期监测。该技术在平顶山矿区2个矿井进行了应用,结果表明:地应力测量装置实现了顺利安装和观测;孔内定向推杆可以顺利实施三向压力传感器30 m的推进和旋转角度的测量,精度达到0.1°,为计算提供了高精度的方位数据。长期观测结果显示,三项压力传感器能有效感知钻孔围岩的流变过程,实现长期的扰动地应力监测。