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1、软岩原位三轴测试方法与力学性质 zs11010125煤矿工程地质与水文地质专题研讨小型原位三轴测试的由来o为了测量沉积软岩的屈服强度和变形，设计了一个小的井下原位 三轴试验，本文试验采用直径90mm、高度285mm岩样。o 载荷试验和旁压试验测试泥岩应力应变关系时，由于松动、扰动 和间接测量都无法很好地实现。 o 2003年，有一项大型的原位三轴试验，外径400mm、高度 1050mm，由于岩样尺寸和复杂的测量系统，这项测试花费巨 大而且不够实用。 试验区地质条件地表松散层 壤土砂砾层砂砾层夹粘土泥岩研究地层为中津层 （更新世下统）。在50m深的岩洞 中进行，岩洞地层是 泥岩夹有0.5-15c
2、m 厚的砂岩层，砂岩层 主要由细砂岩、中砂 岩和火山渣（粒径1- 5mm）组成。另外局部还存在一 些薄层钙质或凝灰质 泥岩。 井下三轴测试装置 轴向荷载装置该装置具有施加围岩压力、轴向荷载和在钻 孔底部对岩石变形监测的功能。三轴压力室 提供围压动力安装监测设备测试过程1）安装监测仪器，连接轴向荷载装置；2）连接液压装置，三轴压力室充满水，排出空气然 后关闭通气孔；3）将装置投入钻孔，包裹岩样；4）施加水压使槽纹圆筒对井壁产生法向应力，以便 油压装置对岩样施加轴向荷载；5）对岩样施加预应力以便轴帽与岩样充分接触；6）增加轴向压力和围岩压力，直至围压达到预定水 平；7）按设计的加压速率施加轴向压力
3、；8）通过数据记录系统连续记录应力应变历史；9）切断岩样、提升设备、观察岩样变化。试验层位多级加载模式在每次施加过程中，轴向压力 和围岩压力同时增加，围压保持 10分钟达到状态平衡。轴向压力 逐渐增大相应的峰值强度，为了 得到完整的加载-卸载曲线，轴向 压力降低到围压的第二水平值。 依次进行下一级的试验。辨别岩样破坏标准：通过寻找 轴向应力应变曲线中的水平切线 的出现。 试验结果o应力偏差q与轴向应变a、横向应变r的关系试验结果 o摩尔应力圆 试验结果文章主要结论o（1）由于大的原位三轴压缩试验花费巨大，所以改进此方法为规模 小的方案。o（2）小型原位三轴压缩试验适合连续测量软岩的应力应变关系。o（3）多级加载方式适合软岩，关键是找到判断岩体破坏的恰当标准 ，在本次研究中，通过寻找轴向应力应变曲线中的水平切线的出现， 比动过轴向压力突然降低的方法更合适。o（4）LDT在本次试验中得到了有效的应用。o（5）井下三轴压缩试验，同其他原位测试一样，对地下的情况并不 可知，因此由于不均质性，往往造成不同的结果，本次试验就是由于 砂层的存在影响了泥岩的测量。对本文的认识o原位三轴试验操作难度大，对于岩样的制作有一定的要 求。o本文在分析结果时能够对失败的原因做一定的分析。o不足：实验数据只有三组。谢谢大家！
