產(chǎn)品介紹:
孔內(nèi)彈模測定器也稱鉆孔彈模儀(Borehole Jack, Goodman Jack或NX Borehole jack)。它與鉆孔膨脹儀的主要區(qū)別為:其一,鉆孔膨脹儀是利用柔性的橡膠囊向鉆孔孔壁全面加壓,測定橡膠囊體積變化或鉆孔徑向變形以計(jì)算變形或彈性模量;而鉆孔彈模儀則是利用多個(gè)活塞向部分孔壁徑向加壓(加壓塊為剛性),同時(shí)測定加壓方向的徑向變形以計(jì)算變形或彈性模量。其二,鉆孔膨脹儀壓力較低,適用于軟巖或裂隙巖體;而鉆孔彈模儀壓力可達(dá)60MPa,適用于各種巖體(E=1~100GPa ),只要孔徑滿足要求,試驗(yàn)期間保持孔壁穩(wěn)定即可。
GY型鉆孔彈模儀共有三個(gè)型號(hào),分別是GY-75, GY-90和GY-110,其分別適用于φ75mm,φ90mm,φ110mm鉆孔,但通過更換厚一些的承壓塊,它也可用于大一級(jí)的鉆孔,即GY-75型鉆孔彈模儀也可用于φ90mm鉆孔,GY-90型鉆孔彈模儀可用于φ110mm鉆孔,GY-110型鉆孔彈模儀可用于φ130mm鉆孔。
GY型鉆孔彈模儀是在美國古德曼千斤頂(Goodman Jack)的基礎(chǔ)上,并吸收了BJ-110鉆孔彈模計(jì)的優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)而成。古德曼千斤頂(Goodman Jack)是國際上有代表性的鉆孔彈模儀,已作為國際巖石力學(xué)委員會(huì)(ISRM)的建議方法,用于在鉆孔中測定現(xiàn)場巖體的彈性模量。但由于該設(shè)備在設(shè)計(jì)上存在缺陷,其測定值必須經(jīng)過修正,才能得到真實(shí)的彈性模量值。修正系數(shù)與巖體彈性模量的高低有關(guān),當(dāng)真實(shí)彈模為70GPa時(shí),實(shí)測值只有約24GPa。經(jīng)過改進(jìn)后的GY型鉆孔彈模儀則不需修正。
為驗(yàn)證彈性模量測定值的可靠性,將BJ-110鉆孔彈模儀放入帶有中心孔的鑄鋼、鑄鐵及大理巖立方體(360 x 400 x 400mm)試件中,并置于5,000kN壓力機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn),標(biāo)定結(jié)果表明測定值接近真實(shí)值,不需修正。誤差約5一10%。
GY-75型鉆孔彈模儀和BJ-110型鉆孔彈模儀的原理、主要指標(biāo)相同,因此其標(biāo)定結(jié)果可共用。此外,在現(xiàn)場測試中,曾將同一測點(diǎn)巖芯(完整且均質(zhì)、各向同性的巨厚層白云質(zhì)灰?guī)r)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),其彈性模量值和用GY-75型鉆孔彈模儀在孔內(nèi)的現(xiàn)場測定值很接近,誤差僅為5%。
原理
當(dāng)向鉆孔內(nèi)壁施加一對(duì)徑向荷載時(shí),鉆孔將同時(shí)產(chǎn)生徑向變形,顯然,變形將隨荷載升高而增長,同一量級(jí)荷載作用下,高彈性模量巖體中的鉆孔變形較小,反之則大,根據(jù)荷載和變形的比值即可求出巖體彈性模量值。徑向荷載由四個(gè)同步加壓的圓形活塞提供。為了將活塞及承壓塊收回,在最外端的兩個(gè)活塞上增加了低壓回路,兼作回程活塞。中間活塞兩邊各裝一個(gè)位移傳感器,以測定徑向變形。
應(yīng)用
Geo-Experts GY型孔內(nèi)彈模測定器(也稱鉆孔彈模儀)為一款新型的巖石原位試驗(yàn)設(shè)備,克服了古德曼千斤頂(Goodman Jack)承壓板彎曲和孔壁曲率不匹配兩大缺陷,所測結(jié)果不必進(jìn)行修正即可得到真實(shí)彈模值,可以在鉆孔中測定固體介質(zhì)的變形或彈性模量,主要用于巖體(包括軟巖和硬巖),也可用于混凝土或金屬。
● 核島地基楊氏模量的確定
● 斷層固結(jié)灌漿效果的檢測
● 高層建筑基巖彈性模量的確定
● 高陡邊坡開挖松弛影響的評(píng)估
● 壩基巖體變形模量的確定
特點(diǎn)
● 設(shè)備輕便,易攜帶
● 適用于軟巖和硬巖
● 可選φ75mm,φ90mm, φ110mm的型號(hào),避免試驗(yàn)時(shí)再打小孔
● 接觸壓力與油壓表壓力相一致,滑塊結(jié)構(gòu)減少偏心加壓
● 選用高防水性的傳感器,提高了防水性能
● 采用可裝卸式承壓塊,接觸角2b采用45°,增大了接觸壓力
● 測定值不用修正,實(shí)測彈性模量等于真實(shí)彈性模量
試驗(yàn)步驟:
(1)鉆孔并繪制鉆孔柱狀圖。根據(jù)柱狀圖制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。
(2)把探頭連接到鉆桿上。
(3)加載板中心位置為測試點(diǎn),每隔1m將油管、電纜捆緊到鉆桿上。
(4)扳動(dòng)換向閥,切換至縮回模式,加壓收回加載板。
(5)扳動(dòng)換向閥進(jìn)行泄壓,再切換回縮回模式。
(6)將彈模儀小心插入孔中,下放到預(yù)定深度。在記錄表上登記加載方向和測試深度。
(7)扳動(dòng)換向閥,切換至伸出模式,加壓至2MPa,當(dāng)位移讀數(shù)基本不變時(shí),扳動(dòng)換向閥進(jìn)行泄壓,再切換回伸出模式。
警告!如果這一過程中位移讀數(shù)大于4mm,則實(shí)際孔徑過大,需要立即收縮探頭并放棄測試。
(8)記錄此時(shí)的位移傳感器讀數(shù),D1, D2的平均值加上探頭直徑即為實(shí)際孔徑。當(dāng)實(shí)際孔徑大于探頭直徑4mm時(shí),放棄測試,收縮探頭并取出換用厚承壓塊(選配)。
(9)按選定的試驗(yàn)方式加壓和卸壓,并記錄各級(jí)荷載下的位移傳感器讀數(shù)。
a、多次大循環(huán)加載法(建議),加卸載分級(jí)如附錄表1所示,壓力一位移曲線如圖4所示。
b、采用逐級(jí)單循環(huán)加卸載法,壓力分級(jí)如附錄表2所示,壓力一位移曲線如圖5所示。對(duì)絕大部分巖石,加至30-40MPa已足夠。
(10)操作換向閥手柄,逐級(jí)卸載。壓力表顯示為零后,扳動(dòng)換向閥,切換至縮回模式并加壓。當(dāng)D1,D2基本回到零時(shí),探頭已回到“閉合”狀態(tài)。
(11)將探頭移至另一測試深度,記錄測試深度,繼續(xù)(6), (7), (8), ( 9)四步試驗(yàn)。
資料分析:
1.根據(jù)實(shí)測應(yīng)變繪制鉆孔孔壁壓力和位移關(guān)系曲線。(當(dāng)荷重傳感器工作不正常時(shí),按壓力表讀數(shù)乘0.97計(jì)算孔壁壓力。)
2.按下述公式計(jì)算不同荷載級(jí)別下的E值
E=A x d x T*(a、b)XΔQ/Δd(a、b)
式中:A=0.915(與彈模計(jì)長徑比有關(guān)的系數(shù))
● T"(a、b)(與彈模計(jì)泊桑比及接觸角有關(guān)的系數(shù))
● T" (0.20,22.5° )=2.193(當(dāng)a =0.20,2b=45°時(shí))
● T" (0.25,22.5° )=2.141(當(dāng)a =0.25,2b=45°時(shí))
● T" (0.30,22.5° )=2.077(當(dāng)a =0.30,2b=22.5°時(shí))
取實(shí)測值或近似值,當(dāng)d=76(91,111)mm時(shí)冷泊桑比a=0.25,T"=2.141
則E=148.9êQ/êd(MPa)(GY-75)
E=178.3êQ/êd(MPa)(GY-90)
E=217.5êQ/êd(MPa)(GY-110)
3.被測介質(zhì)的彈性模量愈高時(shí),承壓塊與孔壁達(dá)到全接觸狀態(tài)時(shí)的壓力值也較高,即壓力位移曲線的線性段起始點(diǎn)較高(圖3、4 ),應(yīng)選取起始點(diǎn)以上的近似直線段計(jì)算彈模或變模值。
儀器配置: