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三向压力盒的嵌入效应及其应力测量特性模拟

朱元广  刘泉声  蒋景东  薛俊华  
【摘要】:三向压力盒的成功研制为深部软岩巷道围岩的地应力测量提供了一种新的方法。然而,三向压力盒的使用会与土压力盒的使用产生类似的问题,即压力盒埋设必然会改变介质的初始应力场,引起应力集中和应力重分布现象,导致压力盒实测结果与介质初始应力场关系的重大不确定性。为了解三向压力盒嵌入对介质初始应力场的扰动规律及其自身的应力感知特性,采用数值软件模拟三向压力盒嵌入介质后的应力场分布。考虑不同应力状态和弹性模量比(三向压力盒和介质)条件下介质主应力场的重分布特征以及三向压力盒的各部件的受力特性,揭示初始应力状态和弹性模量比对介质主应力场和三向压力盒受力特性的影响规律。在此基础上,根据三向压力盒承载面的实测应力随介质的初始应力状态和弹性模量比的变化规律,建立三向压力盒实测应力与介质初始应力状态以及弹性模量比的数学关系。良好的拟合结果表明,提出的数学表达式能够反映三向压力盒实测应力与介质初始应力状态的关系。

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