第六節(jié)-巖體力學(xué)性能的現(xiàn)場測試課件

現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備選定試點(diǎn)位置之后，首先要徹底清除表面松散、松動(dòng)和破碎的巖石(可用錘輕敲巖面聽聲檢查)；然后用人工將表面鑿平，要求凹凸差不超過5mm。再進(jìn)行試點(diǎn)地質(zhì)描述，畫定試件表面的尺寸。對(duì)于承壓板法只需確定承壓板的中心點(diǎn)，再垂直鉆一個(gè)埋設(shè)測承壓板中心變形的鉆孔(如果需要測中心變形的話)，而后用水泥砂漿將承壓面抹平，試件即告制備完成。對(duì)于單軸、三軸和抗剪試驗(yàn)，除單軸外，每組試件均需至少三個(gè)，而且要切割成正立方體。其切割方法是在距試件尺寸邊緣40cm用風(fēng)鉆連續(xù)切成槽，然后再用人工按試件尺寸切成40cm的寬槽，展現(xiàn)出正立方體試件。試件四側(cè)人工開鑿的凹凸差也要求不超過5mm，而且壁面相互垂直。最后進(jìn)行試件面、壁的地質(zhì)描述，再用水泥砂漿全部抹平封閉，試件即告完成。對(duì)比較破碎的試件，也有用水泥或加細(xì)鋼筋將試件包起來再試驗(yàn)的做法。

現(xiàn)場單軸和三軸壓縮試驗(yàn)和抗剪試驗(yàn)的試件尺寸，一般為50cmX50cmX50cm或70cmX70cmX70cm。其中，抗剪試驗(yàn)是采用正方體，而單軸、三軸試驗(yàn)的試件高度要求大于或等于邊長的2倍。軟弱巖石或軟弱結(jié)構(gòu)面由于無法制備成上述試件，如需測定抗剪強(qiáng)度時(shí)，可在洞壁按圖(c)切槽，用埋設(shè)扁千斤頂(即測力枕)加壓試驗(yàn)。若需測定變形或強(qiáng)度，也可按圖(f)在洞壁切槽試驗(yàn)。這就是通常所謂的狹縫法試驗(yàn)。

現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備選定試點(diǎn)位置之后，首先要徹1現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備2（一）承壓板法（千斤頂法）

1、定義：用千斤頂加荷于墊板上，使荷載傳到巖體中，故也稱千斤頂法。一般在洞內(nèi)或坑道內(nèi)進(jìn)行，如果地表上有反力裝置的條件，也可在地表上進(jìn)行。2、設(shè)備裝置主要由四部分組成(圖4—32)：墊板(承壓板)：方形或圓形，面積：0.25-1.2m2，材料：彈性、剛性。加荷裝置(千斤頂或壓力枕)：500kN—3000kN

傳力裝置(傳力支柱、傳力柱墊板)；變形量測裝置(測微計(jì))。（一）承壓板法（千斤頂法）3承壓板的剛度問題要求有足夠的剛度，即承壓板的厚度與基巖的彈性模量成正比，彈模愈大，板的厚度也愈大，否則難以滿足壓力均勻要求，承壓面積則較小(直徑30～40cm)。

（1）剛性墊板壓力傳遞較均勻，承壓面積也較大(直徑80cm)，有利于反映試點(diǎn)的裂隙影響，但相應(yīng)要增大加載設(shè)備的容量。

（2）柔性墊板當(dāng)基巖較好、裂隙較少時(shí)，宜采用柔性墊板法，但測試操作較復(fù)雜；當(dāng)基巖破碎，裂隙發(fā)育時(shí)，宜采用剛性墊板法。雖然剛性墊板法的測試操作簡單，但因設(shè)備較笨重，安裝往往會(huì)帶來困難；且在測定荷載時(shí)，不能消除千斤頂?shù)哪Σ磷枇统袎喊暹吘壱滓鸬膽?yīng)力集中。

承壓板的荷載面積與巖石的彈模相關(guān)關(guān)系是比較復(fù)雜的。據(jù)日本研究的結(jié)果認(rèn)為：當(dāng)基巖裂隙間距小于10cm時(shí)，采用直徑為80cm的柔性承壓板與直徑30cm的剛性承壓板在同一基巖部位測試，其結(jié)果兩者相當(dāng)一致。

承壓板的剛度問題要求有足夠的剛度，即承壓板的厚度與基巖的彈性4承壓板的剛度問題壓板的剛度對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果影響較大。承壓板的剛度是相對(duì)巖體而言的，判斷壓板是剛性還是柔性，可用下式：

S為圓形承壓板的柔性指數(shù)；為承壓板的泊松比；為承壓板的彈性模量，MPa；為巖體的泊松比；為巖體的彈性模量，MPa；為承壓板半徑，cm；為承壓板厚度，cm；

當(dāng)時(shí)，為絕對(duì)剛性；當(dāng)時(shí)，為有限剛度；當(dāng)時(shí)，為絕對(duì)柔度；

式中，承壓板的剛度問題壓板的剛度對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果影響較大。承壓板的剛度5圖4-33巖體現(xiàn)場變形試驗(yàn)加荷過程示意圖3.測試巖體的變形可在墊板下面測定，也可在通過墊板中心的軸線上距墊板一定距離處量測單次小循環(huán)大循環(huán)多次小循環(huán)P-壓力T-時(shí)間圖4-33巖體現(xiàn)場變形試驗(yàn)加荷過程示意圖3.測試巖體的變64.算式(測出壓力和位移，由下列公式計(jì)算巖體的變形模量E)把巖體看作一個(gè)彈性半無限空間，用布辛涅斯克方程求得巖體表面的垂直向位移。(1)墊板為柔性墊板(3種位移)a.巖體表面上墊板的中點(diǎn)處垂直位移（4-80）式中：p-荷載;r-墊板的半徑;μ-巖體的泊松比;E——巖體的彈性模量4.算式(測出壓力和位移，由下列公式計(jì)算巖體的變形模量E)7b.墊板的平均位移（4－81）式中，A-受荷表面的面積；m-系數(shù)它取決于墊板的形狀、剛度以及荷載分布等情況，其m值可見表4－5b.墊板的平均位移（4－81）式中，A-受荷表面的面積；8c.帶孔柔性墊板(中心有孔的壓力枕)中心點(diǎn)的垂直位移（4－83)注：在圓形板下不同荷載類型時(shí)，其相應(yīng)的m值可見表4－6c.帶孔柔性墊板(中心有孔的壓力枕)中心點(diǎn)的垂直位移（4－89（2）墊板為剛性墊板時(shí)（4－82）式中：a和b為墊板的邊長（2）墊板為剛性墊板時(shí)（4－82）式中：a和b為墊板的邊長10（二）徑向荷載法（水壓法、鉆孔變形法（求抗力系數(shù)K和彈模E））

徑向荷載試驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是在巖體中開挖一圓筒形洞室，然后在這個(gè)洞室的某一段長度上施加垂直于巖體表面的均勻壓力。壓力可以用水壓施加，稱為水壓法。也可用壓力枕加壓，稱徑向壓力枕試驗(yàn)，在國外稱為奧地利荷載試驗(yàn)。如圖4—35，試驗(yàn)是靠一鋼支承圓筒四周的壓力枕同步對(duì)其四周巖體施加荷載，造成洞中一定長度范圍(一般為2m)內(nèi)的巖體產(chǎn)生徑向壓縮。（二）徑向荷載法（水壓法、鉆孔變形法（求抗力系數(shù)K和彈模11徑向壓縮的荷載要保持其變形在彈性范圍內(nèi)，徑向位移的測定，不是在混凝土和巖面襯砌的接觸面上，而是在巖體內(nèi)部大約15cm的深處測量。變形模量按彈性厚壁圓筒的條件計(jì)算。設(shè)巖體內(nèi)任一點(diǎn)的位移為當(dāng)混凝土圈有分布縫時(shí)，作用于巖體面上的應(yīng)力，則設(shè)為洞壁（巖體面）的位移，當(dāng)時(shí)：徑向壓縮的荷載要保持其變形在彈性范圍內(nèi)，徑向位移的測定，不是12與承壓板法相比較，鉆孔變形試驗(yàn)有如下優(yōu)點(diǎn)：①操作方便，設(shè)備輕，對(duì)巖體擾動(dòng)小，可結(jié)合勘探鉆孔作大范圍的測試；②可以在地下水位以下和相當(dāng)深的部位進(jìn)行；③試驗(yàn)方向基本上不受限制，而且試驗(yàn)壓力可以達(dá)到很大；④可在一個(gè)鉆孔中作多點(diǎn)測試，獲得不同深度的巖體變形特性參數(shù)。這種方法的主要缺點(diǎn)：①被測巖體體積小，因而包含的裂隙少，代表性受到局限，若鉆孔直徑增大到30～50cm時(shí)，可得到滿意的成果。②儀器的測量精度直接影響試驗(yàn)成果的正確性，對(duì)彈模較高的堅(jiān)硬巖體，儀器必須有足夠的精度。③巖體受力條件復(fù)雜，給試驗(yàn)結(jié)果的整理帶來困難。

與承壓板法相比較，鉆孔變形試驗(yàn)有如下優(yōu)點(diǎn)：

13（三）狹縫壓力枕荷載試驗(yàn)法

將巖體切割成槽，把壓力枕埋于槽內(nèi)，并用水泥砂漿澆注，使壓力枕的兩個(gè)面皆能很好的與槽的兩側(cè)巖面接觸。當(dāng)壓力枕施加荷載于巖面之后，施加的荷載大小可由壓力表測定，而巖面的平均位移可從水泵（或油泵）打入壓力枕中的水量（或油量）而推算出來。即變形模量為（三）狹縫壓力枕荷載試驗(yàn)法變形模量為14若在垂直巖壁上刻槽布置，則巖體的變形模量可按布辛涅斯克的彈性理論：當(dāng)實(shí)測的位移為已知時(shí)，若在垂直巖壁上刻槽布置，則巖體的變形模量可按布辛涅斯克的彈性15二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（一）雙千斤頂法1.要點(diǎn)：可按施加的推力與剪切面之間的夾角的大小而采用不同的加荷方法。雙千斤頂試驗(yàn)中，一組試驗(yàn)不少于五塊試件。

2.在不同p力作用下剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（一）雙千斤頂法1.要點(diǎn)：可按施加的推力16

注1當(dāng)剪切面上存在裂隙、節(jié)理等滑面時(shí)，抗剪面積將分為剪斷破壞和滑動(dòng)破壞兩部分，而把剪斷破壞當(dāng)作有效抗剪面積Fa，滑動(dòng)破壞時(shí)的滑動(dòng)面積為Fb。3.繪制應(yīng)力與位移特性曲線和剪應(yīng)力與正應(yīng)力強(qiáng)度曲線有效抗剪面積正壓力仍由全部面積承擔(dān)總面積：注2施加于試件剪切面上的壓力應(yīng)該包括千斤頂施加的荷重、設(shè)備和試件的重量。注3在計(jì)算剪應(yīng)力時(shí)，應(yīng)扣除由于垂直壓力而產(chǎn)生的滾軸滾動(dòng)摩擦力。注4如果剪切面為傾斜面時(shí)，上述破壞面上的正、剪應(yīng)力的計(jì)算公式還應(yīng)根據(jù)傾角的大小進(jìn)行修正。注1當(dāng)剪切面上存在裂隙、節(jié)理等滑面時(shí)，抗剪面積17二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（二）單千斤頂法1、要點(diǎn)：單千斤頂法是現(xiàn)場無法施加垂直應(yīng)力的情況下采用的。在山坡上或平洞內(nèi)的預(yù)定剪切面上挖成各種主應(yīng)力方向與固定剪切面成不同傾角的試件（通常剪切面傾角為150-350）二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（二）單千斤頂法182.破壞面上的正、剪應(yīng)力計(jì)算(如圖4－42)

而故3.繪制巖體正-剪應(yīng)力強(qiáng)度曲線2.破壞面上的正、剪應(yīng)力計(jì)算(如圖4－42)而故3.繪制巖體19三、現(xiàn)場壓縮試驗(yàn)（一）巖體單軸抗壓強(qiáng)度的測定切割成的試件如圖所示。在擬加壓的試件表面(在圖中為試件的上端)抹一層水泥砂漿，將表面抹平，并在其上放置方木和工字鋼組成的墊層，以便把千斤頂施加的荷載經(jīng)墊層均勻傳給試體。根據(jù)試體破壞時(shí)千斤頂施加的最大荷載及試體受載截面積，計(jì)算巖體的單軸抗壓強(qiáng)度。三、現(xiàn)場壓縮試驗(yàn)（一）巖體單軸抗壓強(qiáng)度的測定切割成的試件如圖20（二）巖體三軸抗壓強(qiáng)度的測定在一個(gè)隨機(jī)性節(jié)理的巖體中，破壞面位置的預(yù)定是有困難的，用三軸試驗(yàn)可以量測巖體的抗剪強(qiáng)度和破壞面的位置及形態(tài)，這時(shí)，破壞面會(huì)沿最弱的面破壞。1.試件矩形塊體，在試洞底板或洞壁的試驗(yàn)位置上，經(jīng)過仔細(xì)鑿刻和整平而成的，此矩形試件三邊脫離原地巖體，而僅一邊與巖體相連。目前，試件的大小可達(dá)2.80m×1.40m×2.80m,試件的基底與巖體相連的面積為2.80m×1.40m.（二）巖體三軸抗壓強(qiáng)度的測定212.加載與測試試件準(zhǔn)備好后，把壓力枕埋置在刻槽內(nèi)，以便施加σ2和σ3，而σ1是通過垂直千斤頂或壓力枕施加的。在試驗(yàn)中量測和記錄試件的位移。3.繪制巖體試驗(yàn)應(yīng)力圓包絡(luò)線、強(qiáng)度曲線和巖體特征曲線2.加載與測試試件準(zhǔn)備好后，把壓力枕埋置在刻槽內(nèi)，以便施加22從而測定應(yīng)力－位移關(guān)系曲線。確定應(yīng)力的比例極限、屈服極限和破壞極限。關(guān)于不同應(yīng)力狀態(tài)下，現(xiàn)場三軸試驗(yàn)成果的計(jì)算分述如下：1.三軸應(yīng)力在狀態(tài)下應(yīng)力滿足：上式中，L,M,N分別是某平面的法向方向余弦。令L,M,N＝0，則在τ－σ平面坐標(biāo)內(nèi)表示為三個(gè)應(yīng)力圓（圖4－44）。從而測定應(yīng)力－位移關(guān)系曲線。確定應(yīng)力的比例極限、屈服極限和破232.三軸應(yīng)力在狀態(tài)下應(yīng)力滿足：(圖4－45)上式在τ－σ平面坐標(biāo)內(nèi)表示為一個(gè)應(yīng)力圓。3.三軸應(yīng)力在狀態(tài)下應(yīng)力滿足：第六節(jié)--巖體力學(xué)性能的現(xiàn)場測試課件24第六節(jié)--巖體力學(xué)性能的現(xiàn)場測試課件25

1、巖體中有一結(jié)構(gòu)面，其摩擦角，，巖石內(nèi)摩擦角，，巖體受圍壓，受最大主應(yīng)力，結(jié)構(gòu)面與方向夾角為，試算巖體是否沿結(jié)構(gòu)面破壞？作業(yè)2、一巖石試件進(jìn)行三軸試驗(yàn)，當(dāng)側(cè)壓力時(shí)，垂直壓力試件破壞，破壞面與最大主應(yīng)力面夾角為，試求：（1）巖石的內(nèi)摩擦角；（2）破壞面上的正應(yīng)力及剪應(yīng)力；（3）正應(yīng)力為零的那個(gè)面上的抗剪強(qiáng)度。3、有一節(jié)理面，其起伏角，節(jié)理面的內(nèi)摩擦角為，兩壁巖石的內(nèi)摩擦角，。作此節(jié)理面的強(qiáng)度線。（曲線）4、動(dòng)力法和靜力法有何不同，為什么不同？5、簡述巖體變形特征及類型。

1、巖體中有一結(jié)構(gòu)面，其摩擦角，26現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備選定試點(diǎn)位置之后，首先要徹底清除表面松散、松動(dòng)和破碎的巖石(可用錘輕敲巖面聽聲檢查)；然后用人工將表面鑿平，要求凹凸差不超過5mm。再進(jìn)行試點(diǎn)地質(zhì)描述，畫定試件表面的尺寸。對(duì)于承壓板法只需確定承壓板的中心點(diǎn)，再垂直鉆一個(gè)埋設(shè)測承壓板中心變形的鉆孔(如果需要測中心變形的話)，而后用水泥砂漿將承壓面抹平，試件即告制備完成。對(duì)于單軸、三軸和抗剪試驗(yàn)，除單軸外，每組試件均需至少三個(gè)，而且要切割成正立方體。其切割方法是在距試件尺寸邊緣40cm用風(fēng)鉆連續(xù)切成槽，然后再用人工按試件尺寸切成40cm的寬槽，展現(xiàn)出正立方體試件。試件四側(cè)人工開鑿的凹凸差也要求不超過5mm，而且壁面相互垂直。最后進(jìn)行試件面、壁的地質(zhì)描述，再用水泥砂漿全部抹平封閉，試件即告完成。對(duì)比較破碎的試件，也有用水泥或加細(xì)鋼筋將試件包起來再試驗(yàn)的做法。

現(xiàn)場單軸和三軸壓縮試驗(yàn)和抗剪試驗(yàn)的試件尺寸，一般為50cmX50cmX50cm或70cmX70cmX70cm。其中，抗剪試驗(yàn)是采用正方體，而單軸、三軸試驗(yàn)的試件高度要求大于或等于邊長的2倍。軟弱巖石或軟弱結(jié)構(gòu)面由于無法制備成上述試件，如需測定抗剪強(qiáng)度時(shí)，可在洞壁按圖(c)切槽，用埋設(shè)扁千斤頂(即測力枕)加壓試驗(yàn)。若需測定變形或強(qiáng)度，也可按圖(f)在洞壁切槽試驗(yàn)。這就是通常所謂的狹縫法試驗(yàn)。

現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備選定試點(diǎn)位置之后，首先要徹27現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備現(xiàn)場試驗(yàn)的試件制備28（一）承壓板法（千斤頂法）

1、定義：用千斤頂加荷于墊板上，使荷載傳到巖體中，故也稱千斤頂法。一般在洞內(nèi)或坑道內(nèi)進(jìn)行，如果地表上有反力裝置的條件，也可在地表上進(jìn)行。2、設(shè)備裝置主要由四部分組成(圖4—32)：墊板(承壓板)：方形或圓形，面積：0.25-1.2m2，材料：彈性、剛性。加荷裝置(千斤頂或壓力枕)：500kN—3000kN

傳力裝置(傳力支柱、傳力柱墊板)；變形量測裝置(測微計(jì))。（一）承壓板法（千斤頂法）29承壓板的剛度問題要求有足夠的剛度，即承壓板的厚度與基巖的彈性模量成正比，彈模愈大，板的厚度也愈大，否則難以滿足壓力均勻要求，承壓面積則較小(直徑30～40cm)。

（1）剛性墊板壓力傳遞較均勻，承壓面積也較大(直徑80cm)，有利于反映試點(diǎn)的裂隙影響，但相應(yīng)要增大加載設(shè)備的容量。

（2）柔性墊板當(dāng)基巖較好、裂隙較少時(shí)，宜采用柔性墊板法，但測試操作較復(fù)雜；當(dāng)基巖破碎，裂隙發(fā)育時(shí)，宜采用剛性墊板法。雖然剛性墊板法的測試操作簡單，但因設(shè)備較笨重，安裝往往會(huì)帶來困難；且在測定荷載時(shí)，不能消除千斤頂?shù)哪Σ磷枇统袎喊暹吘壱滓鸬膽?yīng)力集中。

承壓板的荷載面積與巖石的彈模相關(guān)關(guān)系是比較復(fù)雜的。據(jù)日本研究的結(jié)果認(rèn)為：當(dāng)基巖裂隙間距小于10cm時(shí)，采用直徑為80cm的柔性承壓板與直徑30cm的剛性承壓板在同一基巖部位測試，其結(jié)果兩者相當(dāng)一致。

承壓板的剛度問題要求有足夠的剛度，即承壓板的厚度與基巖的彈性30承壓板的剛度問題壓板的剛度對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果影響較大。承壓板的剛度是相對(duì)巖體而言的，判斷壓板是剛性還是柔性，可用下式：

S為圓形承壓板的柔性指數(shù)；為承壓板的泊松比；為承壓板的彈性模量，MPa；為巖體的泊松比；為巖體的彈性模量，MPa；為承壓板半徑，cm；為承壓板厚度，cm；

當(dāng)時(shí)，為絕對(duì)剛性；當(dāng)時(shí)，為有限剛度；當(dāng)時(shí)，為絕對(duì)柔度；

式中，承壓板的剛度問題壓板的剛度對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果影響較大。承壓板的剛度31圖4-33巖體現(xiàn)場變形試驗(yàn)加荷過程示意圖3.測試巖體的變形可在墊板下面測定，也可在通過墊板中心的軸線上距墊板一定距離處量測單次小循環(huán)大循環(huán)多次小循環(huán)P-壓力T-時(shí)間圖4-33巖體現(xiàn)場變形試驗(yàn)加荷過程示意圖3.測試巖體的變324.算式(測出壓力和位移，由下列公式計(jì)算巖體的變形模量E)把巖體看作一個(gè)彈性半無限空間，用布辛涅斯克方程求得巖體表面的垂直向位移。(1)墊板為柔性墊板(3種位移)a.巖體表面上墊板的中點(diǎn)處垂直位移（4-80）式中：p-荷載;r-墊板的半徑;μ-巖體的泊松比;E——巖體的彈性模量4.算式(測出壓力和位移，由下列公式計(jì)算巖體的變形模量E)33b.墊板的平均位移（4－81）式中，A-受荷表面的面積；m-系數(shù)它取決于墊板的形狀、剛度以及荷載分布等情況，其m值可見表4－5b.墊板的平均位移（4－81）式中，A-受荷表面的面積；34c.帶孔柔性墊板(中心有孔的壓力枕)中心點(diǎn)的垂直位移（4－83)注：在圓形板下不同荷載類型時(shí)，其相應(yīng)的m值可見表4－6c.帶孔柔性墊板(中心有孔的壓力枕)中心點(diǎn)的垂直位移（4－835（2）墊板為剛性墊板時(shí)（4－82）式中：a和b為墊板的邊長（2）墊板為剛性墊板時(shí)（4－82）式中：a和b為墊板的邊長36（二）徑向荷載法（水壓法、鉆孔變形法（求抗力系數(shù)K和彈模E））

徑向荷載試驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是在巖體中開挖一圓筒形洞室，然后在這個(gè)洞室的某一段長度上施加垂直于巖體表面的均勻壓力。壓力可以用水壓施加，稱為水壓法。也可用壓力枕加壓，稱徑向壓力枕試驗(yàn)，在國外稱為奧地利荷載試驗(yàn)。如圖4—35，試驗(yàn)是靠一鋼支承圓筒四周的壓力枕同步對(duì)其四周巖體施加荷載，造成洞中一定長度范圍(一般為2m)內(nèi)的巖體產(chǎn)生徑向壓縮。（二）徑向荷載法（水壓法、鉆孔變形法（求抗力系數(shù)K和彈模37徑向壓縮的荷載要保持其變形在彈性范圍內(nèi)，徑向位移的測定，不是在混凝土和巖面襯砌的接觸面上，而是在巖體內(nèi)部大約15cm的深處測量。變形模量按彈性厚壁圓筒的條件計(jì)算。設(shè)巖體內(nèi)任一點(diǎn)的位移為當(dāng)混凝土圈有分布縫時(shí)，作用于巖體面上的應(yīng)力，則設(shè)為洞壁（巖體面）的位移，當(dāng)時(shí)：徑向壓縮的荷載要保持其變形在彈性范圍內(nèi)，徑向位移的測定，不是38與承壓板法相比較，鉆孔變形試驗(yàn)有如下優(yōu)點(diǎn)：①操作方便，設(shè)備輕，對(duì)巖體擾動(dòng)小，可結(jié)合勘探鉆孔作大范圍的測試；②可以在地下水位以下和相當(dāng)深的部位進(jìn)行；③試驗(yàn)方向基本上不受限制，而且試驗(yàn)壓力可以達(dá)到很大；④可在一個(gè)鉆孔中作多點(diǎn)測試，獲得不同深度的巖體變形特性參數(shù)。這種方法的主要缺點(diǎn)：①被測巖體體積小，因而包含的裂隙少，代表性受到局限，若鉆孔直徑增大到30～50cm時(shí)，可得到滿意的成果。②儀器的測量精度直接影響試驗(yàn)成果的正確性，對(duì)彈模較高的堅(jiān)硬巖體，儀器必須有足夠的精度。③巖體受力條件復(fù)雜，給試驗(yàn)結(jié)果的整理帶來困難。

與承壓板法相比較，鉆孔變形試驗(yàn)有如下優(yōu)點(diǎn)：

39（三）狹縫壓力枕荷載試驗(yàn)法

將巖體切割成槽，把壓力枕埋于槽內(nèi)，并用水泥砂漿澆注，使壓力枕的兩個(gè)面皆能很好的與槽的兩側(cè)巖面接觸。當(dāng)壓力枕施加荷載于巖面之后，施加的荷載大小可由壓力表測定，而巖面的平均位移可從水泵（或油泵）打入壓力枕中的水量（或油量）而推算出來。即變形模量為（三）狹縫壓力枕荷載試驗(yàn)法變形模量為40若在垂直巖壁上刻槽布置，則巖體的變形模量可按布辛涅斯克的彈性理論：當(dāng)實(shí)測的位移為已知時(shí)，若在垂直巖壁上刻槽布置，則巖體的變形模量可按布辛涅斯克的彈性41二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（一）雙千斤頂法1.要點(diǎn)：可按施加的推力與剪切面之間的夾角的大小而采用不同的加荷方法。雙千斤頂試驗(yàn)中，一組試驗(yàn)不少于五塊試件。

2.在不同p力作用下剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（一）雙千斤頂法1.要點(diǎn)：可按施加的推力42

注1當(dāng)剪切面上存在裂隙、節(jié)理等滑面時(shí)，抗剪面積將分為剪斷破壞和滑動(dòng)破壞兩部分，而把剪斷破壞當(dāng)作有效抗剪面積Fa，滑動(dòng)破壞時(shí)的滑動(dòng)面積為Fb。3.繪制應(yīng)力與位移特性曲線和剪應(yīng)力與正應(yīng)力強(qiáng)度曲線有效抗剪面積正壓力仍由全部面積承擔(dān)總面積：注2施加于試件剪切面上的壓力應(yīng)該包括千斤頂施加的荷重、設(shè)備和試件的重量。注3在計(jì)算剪應(yīng)力時(shí)，應(yīng)扣除由于垂直壓力而產(chǎn)生的滾軸滾動(dòng)摩擦力。注4如果剪切面為傾斜面時(shí)，上述破壞面上的正、剪應(yīng)力的計(jì)算公式還應(yīng)根據(jù)傾角的大小進(jìn)行修正。注1當(dāng)剪切面上存在裂隙、節(jié)理等滑面時(shí)，抗剪面積43二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（二）單千斤頂法1、要點(diǎn)：單千斤頂法是現(xiàn)場無法施加垂直應(yīng)力的情況下采用的。在山坡上或平洞內(nèi)的預(yù)定剪切面上挖成各種主應(yīng)力方向與固定剪切面成不同傾角的試件（通常剪切面傾角為150-350）二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)（二）單千斤頂法442.破壞面上的正、剪應(yīng)力計(jì)算(如圖4－42)

而故3.繪制巖體正-剪應(yīng)力強(qiáng)度曲線2.破壞面上的正、剪應(yīng)力計(jì)算(如圖4－42)而故3.繪制巖體45三、現(xiàn)場壓縮試驗(yàn)（一）巖體單軸抗壓強(qiáng)度的測定切割成的試件如圖所示。在擬加壓的試件表面(在圖中為試件的上端)抹一層水泥砂漿，將表面抹平，并在其上放置方木和工字鋼組成的墊層，以便把千斤頂施加的荷載經(jīng)墊層均勻傳給試體。根據(jù)試體破壞時(shí)千斤頂施加的最大荷載及試體受載截面積，計(jì)算巖體的單軸抗壓強(qiáng)度。三、現(xiàn)場壓縮試驗(yàn)（一）巖體單軸抗壓強(qiáng)度的測定切割成的試件如圖46（二）巖體三軸抗壓強(qiáng)度的測定在一個(gè)隨機(jī)性節(jié)理的巖體中，破壞面位置的預(yù)定是有困難的，用三軸試驗(yàn)可以量測巖體的抗剪強(qiáng)度和破壞面的位置及形態(tài)，這時(shí)，破壞面會(huì)沿最弱的面破壞。1.試件矩形塊體，在試洞底板或洞壁的試驗(yàn)位置上，