本文目录一览:
- 1、应力是如何测定的?
- 2、地应力测试的三种方法
- 3、应力应变测试常用的方法有哪些
- 4、环境应力的目的是发现设计缺陷
- 5、如何检测桥梁的应力
- 6、为什么要做应力测试。。。。。。。
- 7、镜片应力测试方法及标准
- 8、拉力机测试橡胶应力应变的方法?
- 9、应力的测试方法 测应力的作用
- 10、其他地应力测量方法
应力是如何测定的?
应变=应力/弹性模。
根据轴力图,得到响应轴处受力大小。这个轴力除以该处轴截面积,即是应力大小。应力大小是判断材料是否塑形变形的依据。目前多数都会依赖软件进行计算机分析。
材料均匀伸长或缩短时,变化量与原长度的比值,即是应变。有时应变会用来判断破坏。材料均匀伸长或缩短时,变化量与原长度的比值,即是应变。有时应变会用来判断破坏。
扩展资料:
应力与应变注意事项:
使用时不宜过分用拉力或压以给冲击力,以免位移计或连接弹huangpian受损。
为减少误差在测试过程中不宜更换实验员或调转测试方向。
试验中切忌用手接触仪器金属支架,应握持手柄,减少人体温度影响成的误差。
测读时重复N次避免误差的产生。
参考资料来源:百度百科-应力应变
地应力测试的三种方法
地应力测试的三种方法:应力解除法、应力恢复法和水压致裂法3种。
地应力测量方法是测量地应力的方法包括:构造地质研究;地震、火山调查;瓦斯突出及岩爆调查;采坑、井巷、钻孔等变形情况调查;应力矿物、岩组方面的测试与研究;地形变测量;地球物理测量(地震法、超声波法、形变电阻法、放射法);钻孔测量(应力解除法、钻孔崩落椭圆形法;钻孔扰动应力测量);弧石测量等。
地应力测量是指探明地壳中各点应力状态的测量方法.其原理为:有的利用岩石的应力、应变关系,如应力恢复法、应力解除法和钻孔加深法等;有的利用岩石受应力作用时的物理效应,如声波法和地电阻率法等。
根据测量的结果,又可分为绝对和相对两种地应力测量.用现有测量方法测出的地应力中,不仅包含构造应力,还包含其他因素,如重力、地热等引起的非构造应力.地应力测量对地质构造研究、地震预报和矿山、水利、国防等工程中有关问题的解决具有理论和实际意义。
它是地质力学研究的重要内容之一,通过测量发现,最大主应力的方向几乎都是接近水平的。
应力应变测试常用的方法有哪些
直接测试测量构件残余应力在振动前后的变化情况,是评估振动时效效果的方法之一。这种方法可以定量判断残余应力的消除情况,能够定量检测超声振动时效的效果。
残余应力检测方法可分为有损检测法和无损检测法。
1 有损检测方法
有损检测的测量原理是通过材料移除过程中 完全或部分释放应力时产生的位移来推断出原始 应力,这类方法依赖于变形量的测量,而变形量是由于材料在移除试样的过程中导致残余应力的释放形成的。
常见的检测手段有切片法、轮廓法、盲孔法、环芯法和深孔法等,其他不常用的还包括切除法、分裂法、曲率法、剥层应变法、开槽法等。有损检测方法会对构件造成一定程度的损伤,通常适用于做小批量的实验。目前常见应用设备如HK21A盲孔法应力测试仪,打孔精度较高,深度表层大概1-2mm之内。
2 无损检测方法
X 射线衍射法:该方法是目前最常用的残余应 力无损检测方法,测定的是表面 10 μm 左右的表 面应力。其基本原理是通过测量晶格的应变情况来 计算应力,晶格应变可通过 X 射线衍射法检测[49-50]。 X 射线衍射法检测区域仅限于材料表面和亚表面的 晶格结构,检测时要求对材料表面进行化学清洗使 晶体裸露出来,检测结果的准确性受晶粒尺寸、表 面粗糙度和表面曲率等因素的影响较大,也受到仪 器设备体积重量的制约和操作复杂性的限制。
中子衍射法:检测原理与 X 射线法相似,不同的是中子具有很强的穿透能力,因此可以检测较 大固体材料内部的残余应力。但是中子源的流强较 弱,测量时间长,中子衍射测量需要样品的体积大, 空间分辨率较差(通常中子法分辨率为10mm2,X 射线分辨率为 0.1 mm2)[53-54],中子反应堆建造和运 行费用昂贵,很难普及,无法在工业现场实时大规 模测量。
磁性法(磁测法):称为巴克豪森噪声法(Barkhausen Noise Method,BNM),当铁磁材料受到外界激励磁 场作用后,磁畴壁将被迫发生前后移动,导致相对 另一侧的磁畴壁尺寸的变化,并引起磁感应强度的 变化。通过电磁感应原理测量磁感应强度的变化可获得一种类似噪声的电信号,即巴克豪森噪声 (BN)。材料应力和磁场的变化都会影响 BN 值。 如果在磁畴中应力和磁场产生同向的效应,BN 值 将增大;如果在磁畴中应力和磁场产生相反的效应,BN 值将会减小,导致较大的测量误差。BN 值的大小与杂质含量和晶格位错等有关,这种方法 只适用于铁磁材料,检测精度受材料显微结构的影响较大,还受位移间隙、表面粗糙度、材料剩磁 和环境磁场等因素的影响,目前定量校准和残余应力量化检测困难,实际现场应用也受到一定限制。
涡流检测法:
该技术建立在电磁感应原理基础上。在检测时,将接通有交流电的线圈靠近被测 金属,通过电磁感应作用,交流线圈产生的交变磁 场在被测金属内建立涡流,该涡流也会在被测金属 内部产生自己的磁场,该涡流磁场反过来影响线圈 的电压、阻抗以及磁场强弱。由此可见,涡流检测 技术主要是根据材料形变、电阻率和磁导率等的变 化进行测试。残余应力的存在会导致被测件电阻率、磁导率发生改变。用涡流检测残余应力目 前还处于不成熟阶段,一般只见于实验室环境下, 且只能检测能够产生涡流效应的导电导磁材料,适 用范围窄,受外界环境影响较大,检测精度较低。 拉曼光谱法:利用拉曼散射原理,当材料受到 应力作用时,晶格结构的变化将反映到其振动频率 的改变,因此拉曼散射相对入射光的频移也将相应 改变,根据应力与散射光拉曼光谱谱线的频移的关系就可计算晶体内部所受的应力。
超声法:
超声法检测残余应力是根据声弹性 理论,当材料内部产生残余应力时,超声波的传播 速度、频率、振幅、相位和能量等参量将发生变化,相比其它残余应力无损检测方法,超声波法具有检 测速度快,对人体无辐射伤害,成本低,拥有较佳 的空间分辨率和较大范围的检测深度,可现场手持 便于携带,能够完成表面及次表面宏观残余应力大 小与拉压状态的检测等诸多优势
常见的应力测试方法
应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号,而转化为电信号进行分析和测量。
应力测试一般的方法是将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片其实就是应用了这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅所使用的是铜铬合金材料,这种材料其电阻变化率为常数,它与应变成正比例关系。
我们通过惠斯通电桥,便可以将这种电阻的比例关系转化为电压。然后不同的仪器,可以将这种电压的变化转化成可以测量的数据。
对于应力仪或者应变仪,关键的指标有:
测试精度,采样速度,测试可以支持的通道数,动态范围,支持的应变片型号等。并且,应力仪所配套的软件也至关重要,需要能够实时显示,实时分析,实时记录等各种功能,高端的软件还具有各种信号处理能力。
环境应力的目的是发现设计缺陷
环境应力测试是验证产品是否能在其正常使用条件下,达到所要求的可靠性和耐久性。它是通过对产品进行一系列压力测试,以模拟产品在真实环境中遭受的各种应力和损坏情况来进行的。通过环境应力测试,可以检测出产品的故障或者设计缺陷,从而提高产品的可靠性和耐久性。环境应力测试的目的在于尽可能地模拟产品在使用中可能遇到的各种极端条件,包括温度、湿度、震动、冲击等等。通过这些极端条件的模拟,可以检测产品的工作性能及其组件的耐久性是否能够满足要求。同时,环境应力测试还可以发现产品设计中的缺陷,比如设计上的瑕疵、过度设计和组件材质的不适当等问题。
环境应力测试不仅能帮助企业提高产品的质量和可靠性,还能减少企业的成本和风险。一旦在环境应力测试中发现了产品的问题,企业可以及时地对设计进行调整和改进,尽早发现问题并解决问题。这样可以避免产品在市场上出现大规模的故障,严重影响企业的声誉和用户的信任,从而避免企业承担不可承受的财务风险。同时,环境应力测试还可以为企业提供产品质量保证,增加用户满意度,提高品牌价值和竞争力。
总之,环境应力测试是保障产品质量和可靠性的重要手段。它可以检测产品设计中的缺陷,为企业提供重要的参考和依据,帮助企业提高产品的质量和竞争力。在今天的市场竞争中,只有拥有高品质的产品和可靠的服务,企业才能在激烈的竞争中脱颖而出,取得成功。
如何检测桥梁的应力
测量桥梁应力的内容和方法
桥梁检测通常可以根据桥型确定调查的要点,如梁桥的检查要点有:跨中部位的裂缝、挠度;端部的斜裂缝;主梁连接部位的状况;构件的外观质量等等,拱桥的检查要点有:拱圈拱顶裂缝、墩的位移等,通过外观的检查可以分析判断桥梁病害产生的原因。
桥梁从总体上可以分为上部结构、下部结构、附属结构。上部结构在梁式桥中主要是指主梁;下部结构包括桥墩、桥台、基础与承台、桩等;附属结构有桥面铺装、栏杆、伸缩缝等,每个部位都有其自己的受力特征,病害也有一些共性,如果出现的不是常规病害,应当仔细研究找出病因。
桥梁上部结构检测内容包括空心板梁体混凝土强度、空心板梁体混凝土碳化深度和梁体裂缝状况及分布规律等,桥梁下部结构检测内容包括敦台裂缝状况及分布规律和框架桥墩的风化、剥落、开裂、错位、下沉及水平位移或转动等情况。
桥面系检测内容包括桥面铺装、人行道、栏杆、排水设施及伸缩缝等,主要从以下几个方面进行检查:蟠面铺装有无裂缝、剥落、洼地积水、坑穴、波浪和鼓包;人行道及缘石有无剥落、破损;栏杆系有无撞击损坏、松动、开裂、下挠、上拱、歪斜及构件混凝土开裂。
桥梁支座检测内容包括支座功能是否完好、组件是否完整与清洁;底座、梁底、辊轴混凝土是否碎裂;座板、齿板有无脱焊;有无断裂、错位和脱空现象;橡胶支座的是否老化、变形、失效等等。
首先是桥梁调查与检算,要是资料收集,资料收集涉及的细节很多,如设计资料里面有计算书、设计图纸、修改图纸以及地质资料等等;施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等;其他养护、维修资料则包括历史上通过的特种车辆、交通量状况、养护维修的资料等。
其次是承载力检算,当对桥梁的整体特性进行了一些了解之后,还应当做一些必要的验算工作,验算的原则是有关技术规范,但需注意的是,有些具体的参数应当以实际桥梁为准,该折减的要进行折减,必要的时候还应当考虑某些有利因素。
通过验算,我们可以判断出桥梁结构的承载能力是否满足设计要求,评价桥梁的施工质量和营运条件,而对于旧桥,可以挖掘其承载潜能,并可以对不能满足要求的现役桥梁作出加固或重修建议。
回弹法是使用回弹仪来检测混凝土抗压强度的方法,回弹仪是一种机械式的无损检验仪器,回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上,其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度也成一定的比例关系,用回弹法检测混凝土抗压强度的设备简单、操作方便、测试迅速,故在现场直接测定中使用较多。
桥梁检测动载试验是动力测定评价方法的基本测试项目,内容主要是结构动力特性和动载响应的试验与分析,量测的主要部位是结构动力效应构件的动应力及动变形的控制截面,一般来说,检测项目主要包括桥梁动力特性模态参数测试(频率、振形、阻尼比)和桥梁动力响应测试(动挠度、动应力、加速度、冲击系数)。
桥梁固有频率的测定结构比较简单的,只需结构的一阶频率,结构比较复杂的动力分析,还应考虑第二、第三及更高阶的频率,桥梁固有频率可以直接通过测试系统实测记录的功率谱图上的峰值、时域历程曲线或其自相关图上确定,由基频还可以推算承重结构的动刚度。
冲击系数的测试通常采用测定结构动应变或动挠度的方法,测试前,在梁的跨中(或变位、应变处)布置电阻应变片式的位移计或应变计,并通过动态应变仪与电脑相接,试验时,由加载车辆以某一速度从测点驶过,记录其输出应变随时间变化的实时信号。
一般情况下,应测试记录多种车速下的输出应变结果,以作分析比较,一般来讲,桥梁在跨径L为30一70m时,车辆与桥梁的自振频率较接近,易产生共振,在单台车作用下的冲击系数特别大;冲击系数随阻尼比的减小而增大,阻尼比越小,冲击系数受桥梁的影响越明显。
预应力混凝土梁桥的冲击系数大于同等跨径的钢筋混凝土梁桥,这些在测试中需注意,以便更好地分析冲击系数的测试结果。
事实上,实测汽车冲击系数除了与结构本身有关,还与试验车辆的性质、路面平整度、车速有一定关系,车辆荷载本身是一个带有质量的振动系统,当它在桥上行驶时,与桥产生车、桥耦合振动,由于车辆动力特性的复杂性,以及桥梁阻尼的离散性和桥面不平整的随机性,同一座桥梁多次不同的试验,测得的冲击系数也不尽相同。
桥梁动力荷载试验是指采用动力荷载如行驶的汽车荷载或其他动力荷载作用于桥梁结构上,以测出结构的动力特性,从而判断出桥梁结构在动力荷载下受冲击和振动影响的试验,通常采用车辆加载方式,测定梁的应变、挠度和裂缝,根据试验结果与理沦计算值的对比分析,来判断桥梁的实际承载能力。
这种荷载试验是非破坏性的,根据试验荷载的作用性质,通常分为静载试验和动载试验,前者反映桥梁在静载作用下的结构工作性能,后者反映桥梁结构的动力性能静载试验,静力荷载试验是将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置,以便能够测试出结构的静应变,静位移以及裂缝等。
一般进行的分析评定工作主要包括对结构工作状况的评定、结构的强度及稳定性、地基与基础、结构的刚度要求、裂缝等。
为什么要做应力测试。。。。。。。
主要就是测试材料能承受多少压力、切力或者扭力,用数据判断材料强度。目前测量最准确的就是华云的HK21B盲孔法应力检测仪
测试材料能承受多少压力、切力或者扭力 还有其他
主要就是测试材料能承受多少压力、切力或者扭力,用数据判断材料强度而已。
应力测试,就选济南西格马
因为残余应力的存在会影响工件的尺寸、寿命等。做应力检测,就是想要了解残余应力的状态,做好相应的措施。
镜片应力测试方法及标准
镜片应力测试方法及标准如下:
1、通电源,打开开关,灯即亮。
2、将被检测的眼镜置于检偏器和起偏器中间。
3、检查者从检偏器的上方向下观察,可观察到镜片周边在镜圈中的应力情况。
4、根据所观察到的应力情况,判断镜片周边的应力是否均匀一致或是否有需要修正的部分。
被检镜片周边没有变形,即通过应力仪观察,镜片周边几乎没有条状或片状的烟雾状图形,是配装的最理想状态。但这在配装中尤其是全框的配装中很难做到,这是因为还要防止应力过弱,镜片割边过小。应力过强或局部过强使镜片周边出现乌云状,烟雾状等形状的阴影,呈放射状锐角线条向镜片中央延伸。
如果变形严重,波及到镜片中央有效光学区将直接影响佩戴者的矫正视力。在实际配装中,镜片周边多少会出现一些半圆形均匀线条状阴影,尤其是树脂镜片自身有一定的弹性,则更加不可避免。
引起镜片应力过强的主要原因有:
1、镜片磨得过大。这是引起应力过强的最主要原因。
2、镜片形状与镜圈几何形状不相符,包括其楞或角的形状,位置以及整体形状等。
3、镜片弯度与镜圈弯度不相符。
4、镜片棱角不在一条直线上。检测完应力后可以对应以上原因进行分析并修正,使应力均匀适中。
由于绝大多数眼镜店并没有配备应力仪,可以说一些从业人员也不认识应力仪甚至没听说过。在镜片的割边过程中,配装员由于担心镜片割边过小,于是便产生了宁大勿小的心态。这就导致了由于镜片割边过大而使配装过紧。从而导致镜片产生了过强的应力作用,使眼镜配戴不适。
这在全框树脂镜片的配装中尤其易于发生,在半框树脂镜片的配装中亦不少见。尽管半框眼镜的拉丝有一定的延展性,但这种延展程度毕竟是有限的。
拉力机测试橡胶应力应变的方法?
橡胶的应力-应变测试可以使用拉伸试验机进行。以下是一般的测试步骤:
制备样品:将橡胶样品切成适当大小的长条状或圆柱状,确保其尺寸符合相关标准。
安装样品:将样品夹在拉伸试验机的夹具上,确保样品固定牢固且平直。
调整试验参数:根据测试标准和样品特性,设置试验参数,如拉伸速率、预载荷等。
进行试验:启动拉伸试验机进行测试,记录测试过程中的负载和伸长数据。在测试过程中,橡胶样品会发生变形和拉伸,导致应力和应变的变化。应力是指施加在样品上的外部力量,而应变是指样品在受力作用下产生的变形程度。
计算应力-应变曲线:根据测试数据计算应力-应变曲线。应力-应变曲线显示了橡胶材料在不同应变下的应力变化情况,可以用来评估材料的力学性能。
需要注意的是,测试过程中应保持样品表面清洁,并按照相关标准和规范进行操作,以确保测试结果准确可靠。
拉力机测试橡胶应变应力的方法一般如下:
1. 样品制备:从橡胶材料中取出代表性样品。样品一般为长方形,两侧平行,中间标有标志线,以便观察材料的伸长量。
2. 样品夹持:将样品夹在拉力机的夹具中,确保夹紧,并保持两侧相距固定的间隔距离。
3. 设置拉伸速度:根据测试要求和材料特性,设置拉伸速度。通常该速度在拉伸试验中是一个重要参数,它直接影响到材料力学特性测试的精度和准确性。
4. 施加载荷:启动拉力机,施加载荷直到样品断裂。在拉伸测试中,拉力机通过施加拉力作用于样品的两端,同时测量伸长量和施加的负载。
5. 分析数据:在测试过程中,拉力机会输出应力和应变的数据,可以根据这些数据绘制应力-应变曲线,用于评估材料的力学性能。
在以上步骤中,需要注意样品尺寸和拉伸速度的控制,以确保测试结果的可靠性和准确性。
应力的测试方法 测应力的作用
应力分为拉应力、压应力、扭转应力、切应力、剪应力等多种应力,往往机械加工、焊接、铸造等工艺会产生残余拉应力,导致工件后期的变形翘曲,甚至焊接开裂,对应力的控制就显的很重要,时刻注意应力的监控有利于及时改变工艺路线,生产优质产品。
残余应力主要会造成以下影响:
1、降低结构刚度
2、降低对受压杆件稳定性
3、降低静载强度
4、降低疲劳强度
5、影响工件加工精度和尺寸稳定性
所以必须要严格监控应力状况。
目前主要测量设备分为有损和无损两种:
有损应力检测
有损检测的测量原理是通过材料移除过程中 完全或部分释放应力时产生的位移来推断出原始 应力,这类方法依赖于变形量的测量,而变形量是由于材料在移除试样的过程中导致残余应力的释放形成的。目前常见应用设备如HK21A盲孔法应力测试仪,打孔精度较高,深度表层大概1-2mm之内。
无损应力检测
包括X 射线衍射法、中子衍射法、磁性法(磁测法)及比较新的HKNDT-A 激发法无损应力检测仪。
目前在各行业做应力测试的方法主要是贴应变片法,通过把应变片(应变片是一个传感器)贴在需要测试的位置,应变片在这个位置上发生形变,然后通过应变仪进行实时的监控,然后通过软件进行分析,他的作用,在不同的行业有不同的用法,主要是用来监控测试点的应力,已防止测试点的应力过大导致我们测试品的毁坏,你可以看看广州章和电气的应力测试
解决应力的困扰,也讲究“望闻问切”,首先明确应力的来源:焊接还是铸造还是其他;再者应力带来了什么问题,变形还是开裂;工件在服役中所处的工况是怎样的;工件的应力应该控制在什么水平下才是合适的;最后,经过一定的措施之后,应力是否得到消减又要怎么评价?这诸多问题,需要专业提供应力解决方案的企业来进行处理才能保证应力的分析及处理效果。华云应力测试仪有无损及微损两种应力检测方式:无损检测主要是SCM21应力检测仪,它通过测定的磁导率来计算残余应力的大小和方向,特别适合不允许做破坏性检测的产品使用;微损检测方式主要是指盲孔法应力检测设备,是一种便携式、应力检测精度高、效率高的仪器。
应力检测一般分机械法和物理法两大类。机械法就是盲孔法、剖分法、环芯法等需破坏工件的有损的间接测量手段。物理法是无损的检测方式,以X射线法、磁测法、超声法应用较多。X射线法发展的较为成熟,但仍存在应用限制。用过一家好像叫杭州戬威生产的超声应力仪,利用超声波检测应力,感觉还不错。精度和重复性感觉比射线法高,最突出的是测量快速、操作简,能大幅提高检测效率。
你是想测残余应力还是外应力呢。检测残余应力有盲孔法、x射线法、磁测法、切割法等,外应力检测最常用的电测法。
检测振动时效的效果实际上就是检验工件中残余应力是否得以消除和均化,目前对残余应力的测试方法总的分为两大类。一类是定量测量:如盲孔法、X射线法、磁测法、喷砂打孔法、切割法、套环法等;另一类是定性测试:如振动参数曲线法、尺寸精度稳定性法等。现阶段最准确的也就是盲孔法应力检测了,华云的应力检测装置均达到国家标准,你可以看看
其他地应力测量方法
(1)扁千斤顶法
扁千斤顶又称“压力枕”,由两块薄钢板沿周边焊接在一起而成,在周边处有一个油压出口和一个出气阀,见图1-15。
图1-15 扁千斤顶应力测量示意图
扁千斤顶的测量原理基于岩石为完全线弹性的假设。具体做法是:在待测区安装两个测量柱,并用微米表测量两柱之间的距离,再挖一个垂直于测量柱连线的扁槽,其形状参数与扁千斤顶一致,同时记录下由于扁槽开挖造成的应力释放而引起的测量柱间距离的变化,而后将扁千斤顶完全塞入槽内,再用电动或手动液压泵向其加压,由于压力的增加,两测量柱的距离亦增加。当两测量柱之间的距离恢复到扁槽开挖前的大小时,停止加压,记录下此时扁千斤顶中压力,该压力称为“平衡压力”,等于扁槽开挖前表面岩体中垂直于扁千斤顶方向,即平行于二测量柱连线方向的应力。由此可以看出,扁千斤顶法测量地应力是一维的,而且应用范围也受到限制,现已被淘汰。
(2)刚性包体应力计法
此法是20世纪50年代继扁千斤顶法之后应用较为广泛的一种岩体应力测量方法。
理论分析表明,在一个无限体中的刚性包体,当周围岩体中的应力发生变化时,在刚性包体中会产生一个均匀分布的应力场,该应力场的大小和岩体中的应力变化之间存在一定的比例关系。假设在岩体中的x方向有一个应力变化σx,那么在刚性包体中的x方向会产生应力σ′x,并且有下式存在:
油气藏现今地应力场评价方法及应用
式中:E、E′——分别为岩体和刚性包体的弹性模量;μ、μ′——分别为岩体和刚性包体的泊松比。
从(1-26)式可以看出,当E′/E>5时,σ′x/σx值将趋向于一个常数1.5,即当刚性包体的弹性模量超过岩体的弹性模量5倍之后,在岩体中任何方位的应力变化将在包体中相同方位引起1.5倍的应力。因此,只要测量出刚性包体中的应力变化就可知道岩体中的应力变化。根据刚性包体中压力测试原理的不同,刚性包体应力计可分为(表1?1):
表1-1 刚性包体应力计表
由于刚性包体应力计具有很高的稳定性,因而可用于对现场应力变化进行长期监测。然而此法通常只能测量垂直于钻孔平面的单向或双向应力变化情况,而不能用于测量原岩应力,而且除钢弦应力计外,其他各种刚性包体应力计的灵敏度均较低,故已淘汰。
在钻孔孔壁应变测量法所采用的应变计目前有两种:①一般的钻孔三向应变计,它是把测量元件电阻丝应变片直接贴在钻孔岩壁上,这种应变计测量精度高,但操作复杂,对被测岩体完整性要求高,因而测量成功率低。②我国学者刘允芳等人研制的利用环氧树脂技术制成的空心包体式钻孔三向应变计测量的成功率较高,已被广泛使用。
(3)应力解除法
图1-16 应力解除法测量地应力示意图
此法是最早被采用的实地地应力测量方法。尽管在技术细节上有很多变化,但基本原理是一致的,即先钻一大孔,孔径一般为130mm,沿大孔轴线在孔底钻一个小孔,孔径一般为36mm,把应变测量装置下入小孔中,再把塞有应变测量装置的大孔孔底套出(图1-16),卸掉孔心的围限压力,测量卸载过程中孔心应变,就可以计算出三向主应力值和主应力方向。
实际中,由于技术细节的不同,还有很多应力解除法,上面的是套孔应力解除法,对应的还有局部应力解除法,包括切槽解除法、钻孔全息干涉测量法、平行钻孔法、中心钻孔法、钻孔延伸法等。
(4)松弛应变测量法
微分应变曲线分析法
此法是由斯特里克兰(F.G.Strickland)、雷恩(N.K.Ren)和J.C.罗吉尔斯等人在20世纪80年代初首先提出。该法基于这样的假设:即一个从地下取出的岩心,由于解除了应力,将会随着岩石的膨胀而出现微裂隙,裂隙的分布和原岩应力的方向有关,裂隙的数量和强度与原岩应力大小成正比。在试验中可作出微分应变曲线图(图1-17)。
在对加压试验中描绘出的12条应力-应变曲线进行微分分析,由于每一曲线均包含两个(或两个以上)线性段,两个线性段的斜率明显不同,两个线性段之间有一个过渡段,由此可获得在单位压力下的裂隙闭合应变率,即ε′,如图1-17。由12个方向的裂隙闭合应变率可求得三个主裂隙应变的方向,它们对应着三个主应力的方向。主应力的大小可由瞬时关闭压力值来确定。
图1-17 微分应变曲线分析图
(据蔡美峰等,1995)
非弹性应变恢复法
此法的原理早在1969年即由沃伊特(B.Voight)提出,后来图菲尔(L.W.Tueful)等人作了重大发展。
非弹性应变恢复法在某种程度上是应力解除法的延伸。沃伊特等人认为由应力解除引起的岩心的变形由两部分组成:一是弹性部分,它是在应力解除的瞬间完成的;二是非弹性部分,它要经过一个相当长的时间才能完成。非弹性恢复应变与总的恢复应变成正比,主非弹性恢复应变的方向与原岩主应力方向一致。同时,如果岩石是均质和线粘性的,且其泊松比已知,并不随时间而变化,而且自重是一个主应力,那么由测得的主非弹性恢复应变的大小即可计算出原岩应力的大小。