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深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法

阅读：583发布：2023-01-16

专利汇可以提供深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，它包括测杆、第一位移传感器、三个第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、位移计锚头、测头、应变计、锚杆应力计、锚杆、声发射传感器、采集仪和计算机；利用本发明能获得初始应力释放调整演化规律，该规律对深化高地应力条件高储能岩体洞室围岩卸荷损伤机制认识，发展高地应力条件洞室和围岩稳定分析及支护措施(支护位置、支护时机、支护深度)具有重要的理论依据与工程实用价值。借助本发明可直接获得具有晶体卸荷摩擦时间效应的高储能岩体应力释放时滞特性及演化规律。，下面是深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：它包括测杆(12)、第一位移传感器(13)、第二位移传感器(13.1)、第三位移传感器(13.2)、第四位移传感器(13.3)、位移计锚头(14)、测头(15)、应变计(16)、锚杆应力计(17)、锚杆(18)、声发射传感器(19)、采集仪(20)和计算机(21)；
其中，待测原位大尺度岩样(7)上垂直开设有声波观测孔(2)、深部位移及应力观测孔(5)、锚杆孔(9)和钻孔录像钻孔(10)，所述声波观测孔(2)有四个，四个声波观测孔(2)分别布置在待测原位大尺度岩样(7)的四个角落，所述锚杆孔(9)有四个，四个锚杆孔(9)布置在待测原位大尺度岩样(7)中部矩形区域(7.1)的四个角上，所述深部位移及应力观测孔(5)和钻孔录像钻孔(10)均布置在待测原位大尺度岩样(7)的中部矩形区域(7.1)内，所述深部位移及应力观测孔(5)距离待测原位大尺度岩样(7)的切槽(6)右边缘的距离等于钻孔录像钻孔(10)距离待测原位大尺度岩样(7)的切槽(6)左边缘的距离，深部位移及应力观测孔(5)距离待测原位大尺度岩样(7)的切槽(6)前侧边缘的距离等于钻孔录像钻孔(10)距离待测原位大尺度岩样(7)的切槽(6)后侧边缘的距离；
所述待测原位大尺度岩样(7)的四周边缘的中部分别设有一个第一平面位移观测标点(4)，待测原位大尺度岩样(7)右边缘和后侧边缘的第一平面位移观测标点(4)上设有第四位移传感器(13.3)，待测原位大尺度岩样(7)的切槽(6)右边缘外侧的中部设有第二平面位移观测标点(4.1)，待测原位大尺度岩样(7)的切槽(6)后侧边缘外侧的中部也设有第二平面位移观测标点(4.1)，待测原位大尺度岩样(7)外围设有X轴基准点(11)和Y轴基准点(11.1)，X轴基准点(11)和Y轴基准点(11.1)上均安装第一位移传感器(13)，所述切槽(6)右边缘外侧的第二平面位移观测标点(4.1)与X轴基准点(11)的第一位移传感器(13)之间通过测杆(12)连接，切槽(6)后侧边缘外侧的第二平面位移观测标点(4.1)与Y轴基准点(11.1)的第一位移传感器(13)之间通过测杆(12)连接，待测原位大尺度岩样(7)设有三个表面位移测点(3)，三个表面位移测点(3)分别位于任意三个锚杆孔(9)的外侧；
所述待测原位大尺度岩样(7)的上方设有由支座(8)固定的平台(1)，所述平台(1)上设有三个第二位移传感器(13.1)，三个第二位移传感器(13.1)分别通过测杆(12)与对应的表面位移测点(3)连接；
所述深部位移及应力观测孔(5)的孔口设有测头(15)，深部位移及应力观测孔(5)孔口的测头(15)内设有第三位移传感器(13.2)，所述深部位移及应力观测孔(5)内通过灌浆设置有位移计锚头(14)，位移计锚头(14)通过测杆(12)连接第三位移传感器(13.2)；
所述应变计(16)有多个，多个应变计(16)均匀安装在深部位移及应力观测孔(5)内部的不同深度，四个锚杆孔(9)的锚杆灌浆段(22)中均埋设有锚杆(18)，每个锚杆(18)上均安装锚杆应力计(17)；
每个深部位移及应力观测孔(5)的中部埋设声发射传感器(19)，每个锚杆孔(9)的锚杆灌浆段(22)的底部埋设声发射传感器(19)；
深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统还包括用于对四个声波观测孔(2)进行声波探测的声波测试仪(23)；深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统还包括用于对钻孔录像钻孔(10)进行待测原位大尺度岩样裂纹观测的光学成像仪(24)；
所述第一位移传感器(13)、第二位移传感器(13.1)、第三位移传感器(13.2)、第四位移传感器(13.3)、应变计(16)、锚杆应力计(17)、声发射传感器(19)、声波测试仪(23)和光学成像仪(24)的信号输出端均通过采集仪(20)连接计算机(21)的信号输入端。
2.根据权利要求1所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：所述待测原位大尺度岩样(7)为正方体岩样，待测原位大尺度岩样(7)的边长范围为600～
800mm，待测原位大尺度岩样(7)的高度范围为1200～1600mm。
3.根据权利要求1所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：所述切槽(6)为环状切槽，该环状切槽的长度范围为700～900mm，环状切槽的宽度范围为56～
75mm，环状切槽的深度范围为1200～1600mm。
4.根据权利要求1所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：所述声波观测孔(2)、深部位移及应力观测孔(5)、钻孔录像钻孔(10)的孔深相等，所述声波观测孔(2)、深部位移及应力观测孔(5)、钻孔录像钻孔(10)的孔径相等。
5.根据权利要求4所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：所述声波观测孔(2)、深部位移及应力观测孔(5)、钻孔录像钻孔(10)的孔深均为2m，所述声波观测孔(2)、深部位移及应力观测孔(5)、钻孔录像钻孔(10)的孔径均为56mm。
6.根据权利要求1所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：每个声波观测孔(2)距切槽(6)对应边的距离相等且距离范围均为50～80mm；所述深部位移及应力观测孔(5)距离切槽(6)右边缘的距离范围为250～280mm，所述钻孔录像钻孔(10)距离切槽(6)左边缘的距离范围为250～280mm；所述每个锚杆孔(9)距切槽(6)对应边的距离相等且距离范围均为150～200mm。
7.根据权利要求1所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：所述深部位移及应力观测孔(5)内通过灌浆设置有三个位移计锚头(14)，三个位移计锚头(14)分别设置在深部位移及应力观测孔(5)的上部、中部和下部。
8.一种利用权利要求1所述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统进行应力释放时滞特性测定的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：采用切缝法将待测原位大尺度岩样(7)左侧和右侧进行切割，形成待测原位大尺度岩样(7)左右两侧的切槽(6)，并进行待测原位大尺度岩样(7)的初始应力测量，获得围岩水平面上的初始平面应力水平；
步骤2：待测原位大尺度岩样(7)所处部位初始应力测定完成后，即可进行其它周边的切割，切割工作实行对边同步，分步切割，分三步切割完成，三步的切割深度范围分别为600～800mm、300～400mm、300～400mm，在每步切割过程中利用第二位移传感器(13.1)对表面位移测点(3)进行待测原位大尺度岩样(7)表面位移观测；利用第三位移传感器(13.2)对深部位移及应力观测孔(5)进行待测原位大尺度岩样(7)深部位移观测；利用声波测试仪(23)对声波观测孔(2)进行待测原位大尺度岩样(7)切割卸荷过程中波速观测；利用应变计(16)对深部位移及应力观测孔(5)进行待测原位大尺度岩样(7)切割过程中深部应力观测；利用应变计(16)对深部位移及应力观测孔(5)进行待测原位大尺度岩样(7)切割过程中锚杆应力变化观测；利用光学成像仪(24)对钻孔录像钻孔(10)进行待测原位大尺度岩样(7)切割过程中岩样裂纹观测；声发射传感器(19)对深部位移及应力观测孔(5)进行待测原位大尺度岩样(7)切割过程中岩体破裂的声发射空间定位和损伤度观测。
9.根据权利要求8所述的应力释放时滞特性测定的方法，其特征在于：所述步骤2后还有步骤3：计算机(21)将采集仪(20)采集到的围岩水平面上的初始平面应力水平数据、待测原位大尺度岩样(7)表面位移观测数据、待测原位大尺度岩样(7)深部位移观测、待测原位大尺度岩样(7)切割卸荷过程中波速观测数据、待测原位大尺度岩样(7)切割过程中深部应力观测数据、待测原位大尺度岩样(7)切割过程中锚杆应力变化观测数据、待测原位大尺度岩样(7)切割过程中岩样裂纹观测数据、待测原位大尺度岩样(7)切割过程中岩体破裂的声发射空间定位和损伤度观测数据，分别建立各种数据随时间的变化关系曲线，实现深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定。
10.根据权利要求8所述的应力释放时滞特性测定的方法，其特征在于：所述步骤1中，采用切缝法进行待测原位大尺度岩样(7)的初始应力测量，获得围岩水平面上的初始平面应力水平的具体方法为：切缝法进行待测原位大尺度岩样(7)的初始应力测量时先对待测原位大尺度岩样(7)的左侧和右侧进行切割，即形成待测原位大尺度岩样(7)左右两侧的切槽(6)，通过X轴基准点(11)和Y轴基准点(11.1)上的第一位移传感器(13)观察第二平面位移观测标点(4.1)的位移变化进行观测，通过公式(1)、公式(2)计算，获得围岩水平面上的初始平面应力水平；
其中：L为待测原位大尺度岩样(7)两侧切槽(6)的长度；x为切槽(6)右边缘外侧的第二平面位移观测标点(4.1)距该切槽(6)中心线距离，y为切槽(6)后侧边缘外侧的第二平面位移观测标点(4.1)距该切槽(6)中心线距离，Wx、Wy分别为两个第二平面位移观测标点(4.1)相应侧切槽(6)切除后的待测原位大尺度岩样(7)在平面x和y方向上的变形，σx、σy为切槽(6)的初始应力，E为待测原位大尺度岩样(7)的弹性模量，μ为待测原位大尺度岩样(7)的泊松比。

说明书全文

深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及岩石力学试验领域，具体地指一种深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法。

背景技术

[0002] 深入研究高地应力条件下洞壁岩面开挖形成后，围岩内卸荷损伤从表及里的扩张演化过程，包括部分洞壁中已脱离母岩的局部表层岩体的回弹解体演化过程及呈现的科学现象，发现高地应力条件下因围岩开挖卸荷损伤引起的围岩变形破坏机制、分析理论以及抑制其破坏发展的支护方法等，缺乏符合现场实际观察现象的基础理论支撑，采用目前广泛使用的经典弹塑性理论进行解释仍有一定的局限性。

[0003] 高至极高地应力条件下地下洞室开挖围岩卸荷损伤由表及里、由浅至深，这种现象反映的是开挖后岩体应力释放与围岩损伤破裂随时间推移不断演化的过程，揭示了高地应力高储能岩体洞室围岩应力释放具有时滞性特性，其本质上体现的是高地应力高储能岩体中晶体卸荷摩擦的时间效应。目前，尚未存在有效的手段和技术可直接获得具有晶体卸荷摩擦时间效应的高储能岩体应力释放时滞特性及演化规律。

发明内容

[0004] 本发明就是针对上述技术问题，提供一种深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法，系统及方法所获得的初始应力释放调整演化规律对深化高地应力条件高储能岩体洞室围岩卸荷损伤机制认识，发展高地应力条件洞室和围岩稳定分析及支护措施(支护位置、支护时机、支护深度)具有重要的理论依据与工程实用价值。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型所设计的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，其特征在于：它包括测杆、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、位移计锚头、测头、应变计、锚杆应力计、锚杆、声发射传感器、采集仪和计算机；

[0006] 其中，待测原位大尺度岩样上垂直开设有声波观测孔、深部位移及应力观测孔、锚杆孔和钻孔录像钻孔，所述声波观测孔有四个，四个声波观测孔分别布置在待测原位大尺度岩样的四个角落，所述锚杆孔有四个，四个锚杆孔布置在待测原位大尺度岩样中部矩形区域的四个角上，所述深部位移及应力观测孔和钻孔录像钻孔均布置在待测原位大尺度岩样的中部矩形区域内，所述深部位移及应力观测孔距离待测原位大尺度岩样的切槽右边缘的距离等于钻孔录像钻孔距离待测原位大尺度岩样的切槽左边缘的距离，深部位移及应力观测孔距离待测原位大尺度岩样的切槽前侧边缘的距离等于钻孔录像钻孔距离待测原位大尺度岩样的切槽后侧边缘的距离；

[0007] 所述待测原位大尺度岩样的四周边缘的中部分别设有一个第一平面位移观测标点，待测原位大尺度岩样右边缘和后侧边缘的第一平面位移观测标点上设有第四位移传感器，待测原位大尺度岩样的切槽右边缘外侧的中部设有第二平面位移观测标点，待测原位大尺度岩样的切槽后侧边缘外侧的中部也设有第二平面位移观测标点，待测原位大尺度岩样外围设有X轴基准点和Y轴基准点，X轴基准点和Y轴基准点上均安装第一位移传感器，所述切槽右边缘外侧的第二平面位移观测标点与X轴基准点的第一位移传感器之间通过测杆连接，切槽后侧边缘外侧的第二平面位移观测标点与Y轴基准点的第一位移传感器之间通过测杆连接，待测原位大尺度岩样设有三个表面位移测点，三个表面位移测点分别位于任意三个锚杆孔的外侧；

[0008] 所述待测原位大尺度岩样的上方设有由支座固定的平台，所述平台上设有三个第二位移传感器，三个第二位移传感器分别通过测杆与对应的表面位移测点连接；

[0009] 所述深部位移及应力观测孔的孔口设有测头，深部位移及应力观测孔孔口的测头内设有第三位移传感器，所述深部位移及应力观测孔内通过灌浆设置有位移计锚头，位移计锚头通过测杆连接第三位移传感器；

[0010] 所述应变计有多个，多个应变计均匀安装在深部位移及应力观测孔内部的不同深度，四个锚杆孔的锚杆灌浆段中均埋设有锚杆，每个锚杆上均安装锚杆应力计；

[0011] 每个深部位移及应力观测孔的中部埋设声发射传感器，每个锚杆孔的锚杆灌浆段的底部埋设声发射传感器；

[0012] 深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统还包括用于对四个声波观测孔进行声波探测的声波测试仪；深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统还包括用于对钻孔录像钻孔进行待测原位大尺度岩样裂纹观测的光学成像仪；

[0013] 所述第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、应变计、锚杆应力计、声发射传感器、声波测试仪和光学成像仪的信号输出端均通过采集仪连接计算机的信号输入端。

[0014] 一种利用上述深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统进行应力释放时滞特性测定的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

[0015] 步骤1：采用切缝法将待测原位大尺度岩样左侧和右侧进行切割，形成待测原位大尺度岩样左右两侧的切槽，并进行待测原位大尺度岩样的初始应力测量，获得围岩水平面上的初始平面应力水平；

[0016] 步骤2：待测原位大尺度岩样所处部位初始应力测定完成后，即可进行其它周边的切割，切割工作实行对边同步，分步切割，分三步切割完成，三步的切割深度范围分别为600～800mm、300～400mm、300～400mm，在每步切割过程中利用第二位移传感器对表面位移测点进行待测原位大尺度岩样表面位移观测；利用第三位移传感器对深部位移及应力观测孔进行待测原位大尺度岩样深部位移观测；利用声波测试仪对声波观测孔进行待测原位大尺度岩样切割卸荷过程中波速观测；利用应变计对深部位移及应力观测孔进行待测原位大尺度岩样切割过程中深部应力观测；利用应变计对深部位移及应力观测孔进行待测原位大尺度岩样切割过程中锚杆应力变化观测；利用光学成像仪对钻孔录像钻孔进行待测原位大尺度岩样切割过程中岩样裂纹观测；声发射传感器对深部位移及应力观测孔进行待测原位大尺度岩样切割过程中岩体破裂的声发射空间定位和损伤度观测。

[0017] 利用本发明能获得初始应力释放调整演化规律，该规律对深化高地应力条件高储能岩体洞室围岩卸荷损伤机制认识，发展高地应力条件洞室和围岩稳定分析及支护措施(支护位置、支护时机、支护深度)具有重要的理论依据与工程实用价值。借助本发明可直接获得具有晶体卸荷摩擦时间效应的高储能岩体应力释放时滞特性及演化规律。附图说明

[0018] 图1为本发明的平面结构示意图；

[0019] 图2为本发明的剖面结构示意图；

[0020] 图3为本发明的电路部分结构框图。

[0021] 图中：1—平台、2—声波观测孔、3—表面位移测点、4—第一平面位移观测标点、4.1—第二平面位移观测标点、5—深部位移及应力观测孔、6—切槽、7—待测原位大尺度岩样、7.1—矩形区域、8—支座、9—锚杆孔、10—钻孔录像钻孔、11—X轴基准点、11.1—Y轴基准点、12—测杆、13—第一位移传感器、13.1—第二位移传感器、13.2—第三位移传感器、
13.3—第四位移传感器、14—位移计锚头、15—测头、16—应变计、17—锚杆应力计、18—锚杆、19—声发射传感器、20—采集仪、21—计算机、22—锚杆灌浆段、23—声波测试仪、24—光学成像仪。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0023] 如图1～3所示的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统，它包括测杆12、第一位移传感器13、第二位移传感器13.1、第三位移传感器13.2、第四位移传感器13.3、位移计锚头14、测头15、应变计16、锚杆应力计17、锚杆18、声发射传感器19、采集仪20和计算机21；

[0024] 其中，待测原位大尺度岩样7上垂直开设有声波观测孔2、深部位移及应力观测孔5、锚杆孔9和钻孔录像钻孔10，所述声波观测孔2有四个，四个声波观测孔2分别布置在待测原位大尺度岩样7的四个角落，所述锚杆孔9有四个，四个锚杆孔9布置在待测原位大尺度岩样7中部矩形区域7.1的四个角上，所述深部位移及应力观测孔5和钻孔录像钻孔10均布置在待测原位大尺度岩样7的中部矩形区域7.1内，所述深部位移及应力观测孔5距离待测原位大尺度岩样7的切槽6右边缘的距离等于钻孔录像钻孔10距离待测原位大尺度岩样7的切槽6左边缘的距离，深部位移及应力观测孔5距离待测原位大尺度岩样7的切槽6前侧边缘的距离等于钻孔录像钻孔10距离待测原位大尺度岩样7的切槽6后侧边缘的距离；

[0025] 所述待测原位大尺度岩样7的四周边缘的中部分别设有一个第一平面位移观测标点4(第一平面位移观测标点4用于进行测原位大尺度岩样7表面位移观测)，待测原位大尺度岩样7右边缘和后侧边缘的第一平面位移观测标点4上设有第四位移传感器13.3，待测原位大尺度岩样7的切槽6右边缘外侧的中部设有第二平面位移观测标点4.1(第二平面位移观测标点4.1用于进行测原位大尺度岩样7所处部位的初始应力测量)，待测原位大尺度岩样7的切槽6后侧边缘外侧的中部也设有第二平面位移观测标点4.1，待测原位大尺度岩样7外围设有X轴基准点11和Y轴基准点11.1，X轴基准点11和Y轴基准点11.1上均安装第一位移传感器13，所述切槽6右边缘外侧的第二平面位移观测标点4.1与X轴基准点11的第一位移传感器13之间通过测杆12连接，切槽6后侧边缘外侧的第二平面位移观测标点4.1与Y轴基准点11.1的第一位移传感器13之间通过测杆12连接，待测原位大尺度岩样7设有三个表面位移测点3，三个表面位移测点3分别位于任意三个锚杆孔9的外侧；

[0026] 所述待测原位大尺度岩样7的上方设有由支座8固定的平台1(工字钢)，所述平台1上设有三个第二位移传感器13.1，三个第二位移传感器13.1分别通过测杆12与对应的表面位移测点3连接；

[0027] 所述深部位移及应力观测孔5的孔口设有测头15，深部位移及应力观测孔5孔口的测头15内设有第三位移传感器13.2，所述深部位移及应力观测孔5内通过灌浆设置有位移计锚头14，位移计锚头14通过测杆12连接第三位移传感器13.2；

[0028] 所述应变计16有多个，多个应变计16均匀安装在深部位移及应力观测孔5内部的不同深度，四个锚杆孔9的锚杆灌浆段22中均埋设有锚杆18，每个锚杆18上均安装锚杆应力计17；深部位移及应力孔主要是观测切割过程中岩样内部的位移及应力变化；锚杆孔主要是观测切割过程中锚杆的锚固力变化；钻孔录像钻孔主要是观测切割过程中原有裂隙及新生裂隙的变化；声波观测孔主要是观测切割过程中岩样岩体的波速变化。

[0029] 每个深部位移及应力观测孔5的中部埋设声发射传感器19，每个锚杆孔9的锚杆灌浆段22的底部埋设声发射传感器19；

[0030] 深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统还包括用于对四个声波观测孔2进行声波探测的声波测试仪23；深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统还包括用于对钻孔录像钻孔10进行待测原位大尺度岩样裂纹观测的光学成像仪24；

[0031] 所述第一位移传感器13、第二位移传感器13.1、第三位移传感器13.2、第四位移传感器13.3、应变计16、锚杆应力计17、声发射传感器19、声波测试仪23和光学成像仪24的信号输出端均通过采集仪20连接计算机21的信号输入端。

[0032] 上述技术方案中，所述待测原位大尺度岩样7为正方体岩样，待测原位大尺度岩样7的边长范围为600～800mm，待测原位大尺度岩样7的高度范围为1200～1600mm。这样所切割的岩样长×宽×高＝1:1:2。

[0033] 上述技术方案中，所述切槽6为环状切槽，该环状切槽的长度范围为700～900mm，环状切槽的宽度范围为56～75mm，环状切槽的深度范围为1200～1600mm。

[0034] 上述技术方案中，所述声波观测孔2、深部位移及应力观测孔5、钻孔录像钻孔10的孔深相等，所述声波观测孔2、深部位移及应力观测孔5、钻孔录像钻孔10的孔径相等且直径均为56mm。该直径范围能保证探头在测试过程中不容易卡住，该设计能保证监测结果的准确性。

[0035] 上述技术方案中，所述声波观测孔2、深部位移及应力观测孔5、钻孔录像钻孔10的孔深均为2m，所述声波观测孔2、深部位移及应力观测孔5、钻孔录像钻孔10的孔径均为56mm。该设计能保证监测结果的准确性。

[0036] 上述技术方案中，每个声波观测孔2距切槽6对应边的距离相等且距离范围均为50～80mm；所述深部位移及应力观测孔5距离切槽6右边缘的距离范围为250～280mm，所述钻孔录像钻孔10距离切槽6左边缘的距离范围为250～280mm；所述每个锚杆孔9距切槽6对应边的距离相等且距离范围均为150～200mm。该设计能保证监测结果的准确性。

[0037] 上述技术方案中，所述深部位移及应力观测孔5内通过灌浆设置有三个位移计锚头14，三个位移计锚头14分别设置在深部位移及应力观测孔5的上部、中部和下部。实现分别观测不同深度的位移及应力变化。

[0038] 一种利用上述的深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统进行应力释放时滞特性测定的方法，它包括如下步骤：

[0039] 步骤1：采用切缝法将待测原位大尺度岩样7左侧和右侧进行切割(通过手持式便携岩石钻机进行切割)，形成待测原位大尺度岩样7左右两侧的切槽6，并进行待测原位大尺度岩样7的初始应力测量，获得围岩水平面上的初始平面应力水平；

[0040] 步骤2：待测原位大尺度岩样7所处部位初始应力测定完成后，即可进行其它周边的切割，切割工作实行对边同步，分步切割，分三步切割完成，三步的切割深度范围分别为600～800mm、300～400mm、300～400mm，在每步切割过程中利用第二位移传感器13.1对表面位移测点3进行待测原位大尺度岩样7表面位移观测；利用第三位移传感器13.2对深部位移及应力观测孔5进行待测原位大尺度岩样7深部位移观测；利用声波测试仪23对声波观测孔
2进行待测原位大尺度岩样7切割卸荷过程中波速观测；利用应变计16对深部位移及应力观测孔5进行待测原位大尺度岩样7切割过程中深部应力观测；利用应变计16对深部位移及应力观测孔5进行待测原位大尺度岩样7切割过程中锚杆应力变化观测；利用光学成像仪24对钻孔录像钻孔10进行待测原位大尺度岩样7切割过程中岩样裂纹观测；声发射传感器19对深部位移及应力观测孔5进行待测原位大尺度岩样7切割过程中岩体破裂的声发射空间定位和损伤度观测；

[0041] 步骤3：计算机21将采集仪20采集到的围岩水平面上的初始平面应力水平数据、待测原位大尺度岩样7表面位移观测数据、待测原位大尺度岩样7深部位移观测、待测原位大尺度岩样7切割卸荷过程中波速观测数据、待测原位大尺度岩样7切割过程中深部应力观测数据、待测原位大尺度岩样7切割过程中锚杆应力变化观测数据、待测原位大尺度岩样7切割过程中岩样裂纹观测数据、待测原位大尺度岩样7切割过程中岩体破裂的声发射空间定位和损伤度观测数据，分别建立各种数据随时间的变化关系曲线，实现深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定。

[0042] 上述技术方案的步骤1中，采用切缝法进行待测原位大尺度岩样7的初始应力测量，获得围岩水平面上的初始平面应力水平的具体方法为：切缝法进行待测原位大尺度岩样7的初始应力测量时先对待测原位大尺度岩样7的左侧和右侧进行切割，即形成待测原位大尺度岩样7左右两侧的切槽6，通过X轴基准点11和Y轴基准点11.1上的第一位移传感器13观察第二平面位移观测标点4.1的位移变化进行观测，通过公式(1)、公式(2)计算，获得围岩水平面上的初始平面应力水平；

[0043]

[0044]

[0045] 其中：L为待测原位大尺度岩样7两侧切槽6的长度；x为切槽6右边缘外侧的第二平面位移观测标点4.1距该切槽6中心线距离，y为切槽6后侧边缘外侧的第二平面位移观测标点4.1距该切槽6中心线距离，Wx、Wy分别为两个第二平面位移观测标点4.1相应侧切槽6切除后的待测原位大尺度岩样7在平面x和y方向上的变形，σx、σy为切槽6的初始应力，E为待测原位大尺度岩样7的弹性模量，μ为待测原位大尺度岩样7的泊松比。

[0046] 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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深埋高储能岩体应力释放时滞特性测定系统及方法

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