孔内弹模测定器GY-75/90/110
钻孔弹模仪
    型 号:GY-75/90/110
    原产地:香港GEO-Experts
    用 途:GY 型孔内弹模测定器可以在钻孔中测定固体介质的变形或弹性模量,主要用于岩体,也可用于混凝土或金属
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孔内弹模测定器 GY-75/90/110

产品介绍:

孔内弹模测定器也称钻孔弹模仪(Borehole Jack, Goodman Jack或NX Borehole jack)。它与钻孔膨胀仪的主要区别为:其一,钻孔膨胀仪是利用柔性的橡胶囊向钻孔孔壁全面加压,测定橡胶囊体积变化或钻孔径向变形以计算变形或弹性模量;而钻孔弹模仪则是利用多个活塞向部分孔壁径向加压(加压块为刚性),同时测定加压方向的径向变形以计算变形或弹性模量。其二,钻孔膨胀仪压力较低,适用于软岩或裂隙岩体;而钻孔弹模仪压力可达60MPa,适用于各种岩体(E=1~100GPa ),只要孔径满足要求,试验期间保持孔壁稳定即可。

        

GY型钻孔弹模仪共有三个型号,分别是GY-75, GY-90和GY-110,其分别适用于φ75mm,φ90mm,φ110mm钻孔,但通过更换厚一些的承压块,它也可用于大一级的钻孔,即GY-75型钻孔弹模仪也可用于φ90mm钻孔,GY-90型钻孔弹模仪可用于φ110mm钻孔,GY-110型钻孔弹模仪可用于φ130mm钻孔。

        

GY型钻孔弹模仪是在美国古德曼千斤顶(Goodman Jack)的基础上,并吸收了BJ-110钻孔弹模计的优点改进而成。古德曼千斤顶(Goodman Jack)是国际上有代表性的钻孔弹模仪,已作为国际岩石力学委员会(ISRM)的建议方法,用于在钻孔中测定现场岩体的弹性模量。但由于该设备在设计上存在缺陷,其测定值必须经过修正,才能得到真实的弹性模量值。修正系数与岩体弹性模量的高低有关,当真实弹模为70GPa时,实测值只有约24GPa。经过改进后的GY型钻孔弹模仪则不需修正。

        

为验证弹性模量测定值的可靠性,将BJ-110钻孔弹模仪放入带有中心孔的铸钢、铸铁及大理岩立方体(360 x 400 x 400mm)试件中,并置于5,000kN压力机上进行标定试验,标定结果表明测定值接近真实值,不需修正。误差约5一10%。

        

GY-75型钻孔弹模仪和BJ-110型钻孔弹模仪的原理、主要指标相同,因此其标定结果可共用。此外,在现场测试中,曾将同一测点岩芯(完整且均质、各向同性的巨厚层白云质灰岩)进行室内试验,其弹性模量值和用GY-75型钻孔弹模仪在孔内的现场测定值很接近,误差仅为5%。


原理

当向钻孔内壁施加一对径向荷载时,钻孔将同时产生径向变形,显然,变形将随荷载升高而增长,同一量级荷载作用下,高弹性模量岩体中的钻孔变形较小,反之则大,根据荷载和变形的比值即可求出岩体弹性模量值。径向荷载由四个同步加压的圆形活塞提供。为了将活塞及承压块收回,在最外端的两个活塞上增加了低压回路,兼作回程活塞。中间活塞两边各装一个位移传感器,以测定径向变形。


应用

Geo-Experts GY型孔内弹模测定器(也称钻孔弹模仪)为一款新型的岩石原位试验设备,克服了古德曼千斤顶(Goodman Jack)承压板弯曲和孔壁曲率不匹配两大缺陷,所测结果不必进行修正即可得到真实弹模值,可以在钻孔中测定固体介质的变形或弹性模量,主要用于岩体(包括软岩和硬岩),也可用于混凝土或金属。

● 核岛地基杨氏模量的确定

● 断层固结灌浆效果的检测

● 高层建筑基岩弹性模量的确定

● 高陡边坡开挖松弛影响的评估

● 坝基岩体变形模量的确定


特点

● 设备轻便,易携带

● 适用于软岩和硬岩

● 可选φ75mm,φ90mm, φ110mm的型号,避免试验时再打小孔

● 接触压力与油压表压力相一致,滑块结构减少偏心加压

● 选用高防水性的传感器,提高了防水性能

● 采用可装卸式承压块,接触角2b采用45°,增大了接触压力

● 测定值不用修正,实测弹性模量等于真实弹性模量


试验步骤:

(1)钻孔并绘制钻孔柱状图。根据柱状图制定实验计划。
(2)把探头连接到钻杆上。
(3)加载板中心位置为测试点,每隔1m将油管、电缆捆紧到钻杆上。
(4)扳动换向阀,切换至缩回模式,加压收回加载板。
(5)扳动换向阀进行泄压,再切换回缩回模式。
(6)将弹模仪小心插入孔中,下放到预定深度。在记录表上登记加载方向和测试深度。
(7)扳动换向阀,切换至伸出模式,加压至2MPa,当位移读数基本不变时,扳动换向阀进行泄压,再切换回伸出模式。
警告!如果这一过程中位移读数大于4mm,则实际孔径过大,需要立即收缩探头并放弃测试。

(8)记录此时的位移传感器读数,D1, D2的平均值加上探头直径即为实际孔径。当实际孔径大于探头直径4mm时,放弃测试,收缩探头并取出换用厚承压块(选配)。

(9)按选定的试验方式加压和卸压,并记录各级荷载下的位移传感器读数。

a、多次大循环加载法(建议),加卸载分级如附录表1所示,压力一位移曲线如图4所示。

b、采用逐级单循环加卸载法,压力分级如附录表2所示,压力一位移曲线如图5所示。对绝大部分岩石,加至30-40MPa已足够。

(10)操作换向阀手柄,逐级卸载。压力表显示为零后,扳动换向阀,切换至缩回模式并加压。当D1,D2基本回到零时,探头已回到“闭合”状态。

(11)将探头移至另一测试深度,记录测试深度,继续(6), (7), (8), ( 9)四步试验。

资料分析:

1.根据实测应变绘制钻孔孔壁压力和位移关系曲线。(当荷重传感器工作不正常时,按压力表读数乘0.97计算孔壁压力。)
2.按下述公式计算不同荷载级别下的E值
E=A x d x T*(ab)XΔQ/Δd(ab)
式中:A=0.915(与弹模计长径比有关的系数)

● T"(ab)(与弹模计泊桑比及接触角有关的系数)

● T" (0.20,22.5° )=2.193(当a =0.20,2b=45°时)

● T" (0.25,22.5° )=2.141(当a =0.25,2b=45°时)

● T" (0.30,22.5° )=2.077(当a =0.30,2b=22.5°时)

 取实测值或近似值,当d=76(91,111)mm时冷泊桑比a=0.25,T"=2.141

 则E=148.9êQ/êd(MPa)(GY-75)
    E=178.3êQ/êd(MPa)(GY-90)
    E=217.5êQ/êd(MPa)(GY-110)


3.被测介质的弹性模量愈高时,承压块与孔壁达到全接触状态时的压力值也较高,即压力位移曲线的线性段起始点较高(图3、4 ),应选取起始点以上的近似直线段计算弹模或变模值。



仪器配置:

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2018-06-22 13:43:10
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孔内弹模测定器GY-75/90/1102018-07-06 09:32:14
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