地應力測試

地應力測試是工程岩體穩定性分析及工程設計的重要參數，目前主要靠實測求得，特別是構造活動較強烈及地形起伏複雜的地區。由於應力不能直接測得，只能通過測量應力變化引起的諸如位移、應變等物理量的變化值，然後基於某種假設反算出應力值。因此，目前國內外使用的所有應力測量方法，都是在平硐壁面或地表露頭面上打鑽孔或刻槽，引起應力擾動，然後用探頭測量由應力擾動而產生的各種物理量變化值的方法來實現。

介紹

測定天然狀態下岩體內部應力的技術。地球在各種動力運動作用下，在地殼中產生各種應力場，使地殼物質處於其綜合作用之下，產生了內應力效應，這種應力即地應力。從岩石工程來說，岩體地應力主要來源於地質構造運動和岩體自重。它對正確認識岩體的力學性質，研究圍岩的破壞機制，掌握地應力對岩石工程(如壩基、地下建築物、岩石邊坡等)的影響，充分發揮圍岩的自承能力，都是極為重要的。地應力測試方法有應力解除法、應力恢復法和水壓致裂法3種。

分類

應力解除法

地應力測試的地球物理法(包括聲發射率法、聲波法、地震波法)和電阻率法也在研究中。應力解除法分為孔壁應力解除法和孔底應力解除法兩種。①孔壁應力解除法。從岩石表面向岩體內先鑽一測量孔，孔深超過表面鬆動範圍和應力集中區，然後在孔內安設測量元件，如鑽孔變形計、壓磁應力計或孔壁應變計等。前者按徑向以45。間隔布置，後兩者以1200間隔布置。在測記初始值後，在測量孔外用同心套鑽鑽取岩芯，使岩芯與圍岩脫離。在套鑽過程中同時測記各測量元件的讀數，直到作用在岩芯上的應力被解除而產生彈性恢復，各測量元件讀數不變時停止套鑽。根據應力解除前後測得的變形或應變差值，計算出地應力的大小和方向。用孔壁應變計可實現單孔全應力測量，但對應變計的貼上防潮技術要求高。②孔底應力解除法。將測量元件(以門塞式應變計為代表)安裝在磨平的鑽孔底部岩石面上，並繼續鑽進，測量鑽孔端部岩芯應力解除前後的應變變化量，據此計算地應力。與孔壁應力解除法相比較，要求解除的岩芯短且費用較低。

應力恢復法

應力恢復法先在岩石表面安設測徽計(如鋼弦式應變計、電阻片式應變計、千分表等)，測記初始值後進行垂直於岩面的切割，以解除岩體中的應力，同時測記測微計讀數變化，而後將液壓枕插人切槽中，並灌注水泥砂漿填實。待水泥砂漿凝固後，利用液壓枕向岩體加壓，直到測微計恢復到初始值，此時的壓力即為岩體中的地應力值。這種測試方法簡便，但只能在岩體表面，且主應力方向為已知時，測量地應力的大小。但應指出該值為應力調整後之應力。

水壓致裂法

水壓致裂法是目前測量地殼深部地應力的唯一方法。其前提是:①岩石為線彈性各向同性。②岩石是非滲透性的。③岩石中有一主應力分量與鑽孔軸線平行。試驗時先鑽一深孔達所需部位，用可膨脹的橡皮封隔器封隔一段鑽孔，泵入液體對這段鑽孔加壓，同時記錄液壓隨時間的變化。當增壓到孔壁岩體破裂時，壓力隨之下降，經穩壓一段時間後停止加壓，待壓力降到某一定值後結束試驗。根據測試結果，繪製壓力與時間關係曲線，按彈性力學理論計算出地應力值。如在試驗段用印模橡膠套筒向孔壁加壓，可在其上印出破裂印痕。印痕方向也可用井下定向儀、鑽孔電視或超音波鑽孔電視測定。