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孔內(nèi)彈模測定器 GY-75/90/110

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算變形或彈性模量;而鉆孔彈模儀則是利用多個活塞向部分孔壁徑向加壓(加壓塊為剛性)，同時測定加壓方向的徑向變形以計算變形或彈性模量。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型號，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(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，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)壁施加一對徑向荷載時，鉆孔將同時產(chǎn)生徑向變形，顯然，變形將隨荷載升高而增長，同一量級荷載作用下，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，避免試驗(yàn)時再打小孔

● 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)扳動換向閥，切換至縮回模式，加壓收回加載板。

(5)扳動換向閥進(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，扳動換向閥進(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，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)，加卸載分級如附錄表1所示，壓力一位移曲線如圖4所示。

b、采用逐級單循環(huán)加卸載法，壓力分級如附錄表2所示，壓力一位移曲線如圖5所示。對絕大部分巖石，加至30-40MPa已足夠。

(10)操作換向閥手柄，逐級卸載。壓力表顯示為零后，扳動換向閥，切換至縮回模式并加壓。當(dāng)D1,D2基本回到零時，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，按壓力表讀數(shù)乘0.97計算孔壁壓力。)

2.按下述公式計算不同荷載級別下的E值

E=A x d x T*(a、b)XΔQ/Δd(a、b)

式中:A=0.915(與彈模計長徑比有關(guān)的系數(shù))

● T"(a、b)(與彈模計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)

● T" (0.25,22.5° )=2.141(當(dāng)a =0.25,2b=45°時)

● T" (0.30,22.5° )=2.077(當(dāng)a =0.30,2b=22.5°時)

取實(shí)測值或近似值，當(dāng)d=76(91，111)mm時冷泊桑比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，承壓塊與孔壁達(dá)到全接觸狀態(tài)時的壓力值也較高，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算彈?；蜃兡Ｖ?。

儀器配置：