ASTM d 4729 04 xác định ứng suất và mô đun biến dạng ngoài hiện trường sử dụng phương pháp kích phẳng

15 333 1
ASTM d 4729 04 xác định ứng suất và mô đun biến dạng ngoài hiện trường sử dụng phương pháp kích phẳng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx Quy trình thí nghiệm Xác định ứng suất mô đun biến dạng trường sử dụng phương pháp kích phẳng1 ASTM D 4729 - 04 Tiêu chuẩn ban hành với tên cố định D 4729; số liền sau tên tiêu chuẩn năm tiêu chuẩn áp dụng, trường hợp có bổ sung, năm sửa đổi cuối Số ngoặc năm tiêu chuẩn phê chuẩn Chỉ số (∈) thay đổi biên tập theo phiên bổ sung hay phê chuẩn lại cuối PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Thí nghiệm kích phẳng đo ứng suất bề mặt đá Thí nghiệm để xác định môđun biến dạng đặc trưng biến dạng dài hạn (từ biến) 1.2 Tất giá trị thu tính toán phải tuân thủ quy định số thập phân nguyên tắc làm tròn nêu Tiêu chuẩn thực hành D 6026 1.2.1 Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn dùng để xác định cách thu thập, tính toán hay cách ghi lại số liệu mà không liên quan trực tiếp đến độ xác số liệu dùng cho trình thiết kế hay sử dụng khác, hai Việc áp dụng kết thu theo tiêu chuẩn nằm phạm vi tiêu chuẩn 1.3 Hạn chế - Thí nghiệm kích phẳng đo ứng suất trung bình vuông góc với bề mặt buồng thí nghiệm Mức ứng suất không bị xáo trộn phải xác định diễn giải lý thuyết từ số liệu 1.4 Các giả thiết yếu tố ảnh hưởng đến số liệu: 1.4.1 Sự giảm ứng suất giả thiết trình đàn hồi, thuận nghịch Trong vật liệu không đồng đứt gãy lớn giả thiết không hoàn toàn 1.4.2 Các phương trình giả thiết khối đá đồng đẳng hướng Tác động không đẳng hướng xác định thí nghiệm theo hướng khác 1.4.3 Kích phẳng giả định đạt hiệu suất 100% Phải xác định yêu cầu thiết kế kích thước mục 7.1 để đảm bảo yêu cầu sai số vài phần trăm 1.4.4 Kích giả thiết thẳng hàng với ứng suất bề mặt lỗ Ứng suất cắt không bị xoá bỏ áp lực kích 1.5 Các giá trị tiêu chuẩn theo hệ đơn vị inch-pound 1.6 Tiêu chuẩn không đề cập đến tất vấn đề an toàn liên quan đến sử dụng, có Đây trách nhiệm người sử dụng tiêu chuẩn phải đảm bảo độ an toàn tình trạng sức khoẻ phù hợp hạn chế áp dụng trước sử dụng _ TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 Phương pháp thí nghiệm thuộc phạm vi Uỷ ban ASTM D 18 Đất Đá chịu trách nhiệm trực tiếp Tiểu ban D18.02 Cơ học đá Lần xuất phê duyệt tháng 11, 2004 Xuất vào tháng 12 năm 2004 Bản gốc phê duyệt năm 1987 Lần xuất cuối trước phê duyệt năm 1997 D 4729-87 (1997) * Phần tóm tắt thay đổi đề cập cuối tiêu chuẩn TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn ASTM: D 653 Thuật ngữ liên quan đến đất, đá chất lỏng chịu nén D 2113 Tiêu chuẩn thực hành phương pháp khoan lõi kim cương khảo sát trường D 3740 Tiêu chuẩn thực hành yêu cầu tối thiểu đơn vị thuê để tiến hành thí nghiệm và/ kiểm tra đất đá dùng thiết kế xây dựng công trình D 5720 Tiêu chuẩn thực hành hệ thống đo áp lực chuyển đổi điện tử cho mục đích địa kỹ thuật D 6026 Tiêu chuẩn thực hành sử dụng số chữ số thập phân sau dấu phẩy số liệu địa chất D 6027 Tiêu chuẩn thực hành hiệu chuẩn chuyển đổi biến dạng tuyến tính cho mục đích địa kỹ thuật Để tham khảo tiêu chuẩn ASTM, vào website ASTM, www.astm.org, liên hệ với Trung tâm dịch vụ khác hàng ASTM service@astm.org Các thông tin Annual Book of ASTM Standards, xem chi tiết Tài liệu tiêu chuẩn tóm lược trang web ASTM THUẬT NGỮ 3.1 Các thuật ngữ dùng phương pháp thí nghiệm tham khảo Thuật ngữ D 653 3.2 Khái niệm thuật ngữ dùng tiêu chuẩn này: 3.2.1 Áp lực ngừng kích – áp lực kích phẳng để trả lại đá vị trí ban đầu 3.2.2 Ứng suất bề mặt - ứng suất tiếp tuyến bề mặt lỗ mở 3.2.3 Ứng suất nguyên trạng - ứng suất trường khối đá trước đào lỗ mở TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 4.1 Ứng suất trường khối đá làm giảm cách cắt vào khối đá đường rãnh vuông góc với bề mặt buồng thí nghiệm Đo biến dạng ứng suất gây việc giảm ứng suất Đặt kích phẳng lên đường rãnh tạo áp ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx lực trị số biến dạng đo bị huỷ bỏ Ứng suất tác dụng trở lại xấp xỉ ứng suất khối đá vị trí thí nghiệm theo phương vuông góc với mặt phẳng kích Chất tải cấp lên kích phẳng đo biến dạng để xác định đặc trưng biến dạng khối đá Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 5.1 Các thí nghiệm hướng trực giao– Kích phẳng xác định xác ứng suất song song với trục dọc buồng thí nghiệm, ứng suất bị ảnh hưởng xây dựng cửa buồng thí nghiệm (Ứng suất tiếp tuyến khác trọng hơn) Đồng thời, buồng thí nghiệm nằm vùng ứng suất có số ứng suất lớn nhiều so với ứng suất khác (gấp lần), vị trí định buồng nằm vùng ứng suất nén thấp trí ứng suất kéo Các thí nghiệm kích phẳng vị trí cho kết bất thường kết sai Do yếu tố này, buồng thí nghiệm phải có hai, tốt ba phân đoạn thẳng, dài (tối thiểu đến lần đường kính), phần thẳng tạo với phần khác góc 90o Công tác thí nghiệm phải tiến hành đồng ba phân đoạn để đảm bảo cho kết dư và, kết phân đoạn có xảy bất thường phải đảm bảo chương trình tạo đủ kết cần sử dụng Chú thích – Không ngược lại với khẳng định độ xác độ lệch phương pháp này, độ xác phương pháp thí nghiệm phụ thuộc vào kỹ người thí nghiệm phù hợp thiết bị thí nghiệm tiện ích sử dụng Các tổ chức thoả mãn Tiêu chuẩn thực hành D 3740, xem có lực kỹ mục tiêu thí nghiệm Khi sử dụng Tiêu chuẩn người sử dụng tiêu chuẩn phải ý dù có làm theo Tiêu chuẩn thực hành D 3740 không đảm bảo kết tin cậy Độ tin cậy kết phụ thuộc vào nhiều yếu tố Têu chuẩn thực hành D 3740 cung cấp phương tiện đánh giá vài yếu tố YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 6.1 Trình độ chuyên môn người tham gia: 6.1.1 Người thực thí nghiệm -Tất cá nhân tham gia vào công tác thí nghiệm, bao gồm kỹ thuật viên giám sát viên thí nghiệm phải đáp ứng trình độ chuyên môn 6.1.2 Người thực khoan cưa mạch - Chất lượng khoan cưa mạch quan trọng để đạt thí nghiệm kích phẳng tốt Người thực khoan cưa mạch phải có khả thực độ xác yêu cầu để tạo đường rãnh hố khoan tốt 6.2 Công tác hiệu chỉnh hoạt động thiết bị - Phải kiểm tra tất thiết bị dụng cụ theo quy định hoạt động thiết bị Nếu yêu cầu khác, quy định nhà sản xuất thiết bị phải xem quy định hoạt động yêu cầu Công tác hiệu chỉnh hoạt động thường tiến hành cách hiệu chuẩn thiết bị hệ TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 thống đo đạc Phải thực hiệu chuẩn lập tài liệu theo trình tự chuẩn Tiêu chuẩn thực hành D 5720 D 6027 6.3 Các đặc điểm địa chất cục - Các đặc điểm cục bộ, cụ thể đứt đoạn, vùng chịu cắt, … ảnh hưởng tới trường ứng suất cục Những thể vùi lớn đá gây ảnh hưởng đến đặc trưng ứng suất biến dạng Phải lựa chọn thật kỹ lưỡng vị trí thí nghiệm để giảm tối thiểu ảnh hưởng đặc điểm này, phải xem xét đầy đủ quan tâm đến đặc điểm 6.4 Ảnh hưởng công tác đào – Các hoạt động đào buồng thí nghiệm gây hiệu ứng tập trung ứng suất phức tạp tải phía Thí nghiệm kích phẳng phải bố trí cách điểm đào ba lần đường kính Nếu tiến hành đào buồng thí nghiệm phương pháp cổ điển, sau bề mặt thí nghiệm phải đào kỹ thuật không phá nổ để dọn vật liệu rời việc giảm ứng suất phá nổ DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 7.1 Kích phẳng - Phải thiết kế kích phẳng làm việc điều kiện áp lực khoảng vài nghìn pound đơn vị inch vuông lắp đặt hợp lý Phải chế tạo kích cho hai dịch chuyển lên theo phương song song phạm vi kích Phạm vi tối thiểu 0.25 in (6 mm) Những loại kích đề cập tiêu chuẩn phải có dạng hình vuông diện tích kích không nhỏ ft (0.6 m) bề rộng Chú thích – Các kiểu kích phẳng khác có thị trường phù hợp số trường hợp định Tiêu chuẩn đề cập đến loại kích phẳng hình vuông, nhiên áp dụng nguyên lý trình bày 7.2 Thiết bị đo đạc: 7.1.1 Áp lực - Phải sử dụng chuyển đổi điện tử đồng hồ thuỷ lực để kiểm soát công tác tạo áp lực cho kích phẳng Bộ chuyển đổi áp lực phải có độ xác tối thiểu ± 20 lbf/in2 (± 0.14 MPa), bao gồm sai số hệ đọc kết có độ nhạy tối thiểu 10 lbf/in2 (0.069 MPa) 7.1.2 Biến dạng - Thiết bị đo biến dạng sử dụng đồng hồ mặt số học, chuyển đổi điện tử LVDTs đồng hồ đo điện tuyến tính Các thiết bị cố định di chuyển phụ thuộc vào yêu cầu trường Các thiết bị đo biến dạng phải có độ xác tối thiểu ± 0.0001 in (± 0.0025 mm) có độ nhạy tối thiểu 0.00005 in (0.0013 mm) 7.1.3 Đồng hồ đặt bên - Đồng hồ đo biến dạng bên kích phẳng phải hiệu chuẩn trước lắp vào kích Phải xác định ảnh hưởng dầu thuỷ lực áp lực xung quanh tăng lên đồng hồ trước tiến hành thí nghiệm 7.2 Vữa - Nếu sử dụng vữa để gắn kích phẳng vào đường rãnh, phải sử dụng loại vữa vật liệu không co ngót, có khả đạt cường độ sớm Vữa chứa tới 50% cát theo trọng lượng, với đường kính hạt nằm mắt sàng 20- 60- ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx Phải sử dụng nước sạch, uống để chế tạo vữa Vữa sau bảo dưỡng phải có cường độ lớn ứng suất tác dụng kích phẳng Có thể yêu cầu môđun vữa rút từ việc xác định môđun đá 7.3 Thiết bị cưa mạch – Các thiết bị để cưa đường rãnh đá phải dùng loại mà không yêu cầu tâm lớn lỗ cuối Các lỗ kích thước lớn gây thay đổi đáng kể trường ứng suất đo TRÌNH TỰ 8.1 Các nhóm vị trí thí nghiệm - Phải tiến hành thí nghiệm với nhóm kích mặt cắt buồng thí nghiệm Mỗi nhóm phải có ba kích phẳng lắp nghiêng 45 theo phương nằm ngang theo phương thẳng đứng Các kích nhóm phải đặt vùng buồng thí nghiệm cách vòng 20 ft (6.1 m) dọc theo chiều dài buồng 8.2 Chuẩn bị bề mặt: 8.2.1 Chất lượng đá – Không lắp đặt kích phẳng thiết bị đo biến dạng vật liệu xốp, vỡ, rỗng Có thể phát loại vật liệu xốp, vỡ, rỗng qua âm đục rỗng, dùng búa đập vào; phải loại bỏ vật liệu 8.2.2 Kích thước - Bề mặt chuẩn bị phải kéo dài tối thiểu ft (0.30 m) qua đầu đường rãnh đặt kích tối thiểu ft (0.3m) qua điểm đo xa Bộ chuyển đổi kích phẳng phải đặt bề mặt chuẩn bị ft (0.3 m) điểm (xem Hình 1) 8.2.3 Phương pháp – Có thể cần phải khoan tới chiều sâu để chuẩn bị bề mặt đá Phần đá sót lại hố khoan phải dọn cách di chuyển mũi khoan trở trở lại bề mặt nhẵn Một cách khác, đá cứng tốt, sử dụng phá nổ có kiểm soát thay đổi nhỏ để loại bỏ đá sót lại Trong vật liệu mềm hơn, sử dụng thiết bị nghiền thô, đập nhỏ máy cắt 8.2.4 Độ phẳng – Về lý tưởng bề mặt chuẩn bị phải mặt phẳng Độ chênh lệch điểm cao thấp bề mặt chuẩn bị không lớn in (50 mm) 8.3 Công tác lắp đặt chuyển đổi điểm đo – Bộ chuyển đổi điểm đo phải lắp đặt đường tim vuông góc với bàn kích, bề mặt độ sâu hình Bộ chuyển đổi để đo ứng suất phải lắp đặt phạm vi L/2 đường rãnh kích phẳng, với L chiều rộng kích phẳng TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 Hình – Dãy kích phẳng để đo, đo bề mặt 8.4 Cắt đường rãnh – Có thể cắt đường rãnh cưa cách khoan hố chồng lên vật liệu yếu có tính dễ vỡ Phải giảm thiểu việc tạo rung động Đường rãnh phải có chiều rộng không lớn in (75 mm), kéo dài in (75 mm) từ mép kích phẳng Nó phải đủ sâu để kích phẳng chôn vào in (75 mm) tính từ điểm thấp bề mặt đá xung quanh đường rãnh Nếu phải khoan, cần ý để đảm bảo hố khoan thẳng song song nhằm giữ cho đáy đường rãnh hở để đặt kích phẳng Phải rửa đường rãnh khỏi tất bụi bẩn mạt cưa nước 8.5 Đo độ chùng - Phải đo biến dạng hoàn thành xong việc tạo rãnh đo trước thí nghiệm Nếu đá bị biến dạng tác dụng tải trọng không đổi khoảng thời gian, cần phải thực vài số đọc trung gian để đánh giá ảnh hưởng 8.6 Lắp đặt kích phẳng - Kch bàn phải đặt tim đường rãnh chôn sâu in (75 mm) từ bề mặt đào để hạn chế khả bị nứt tạo áp lực Nếu sử dụng vữa, phải đổ xung quanh kích lỗ rỗng Phải lắp đặt kích cho có đủ thời gian để vữa đạt cường độ chịu nén lớn ứng suất kích ước tính lớn 8.7 Thí nghiệm kích phẳng – Áp lực kích phẳng phải nâng lên cấp 100 lb/in (0.7 MPa) ngừng đo Đọc kết biến dạng sau cấp áp lực Phải trì áp lực lớn 15 phút để kiểm tra độ biến dạng theo thời gian; sau phút đọc kết biến dạng lần Áp lực giảm cấp 100 lb/in (0.7 MPa) đến giá trị 0, kết hợp với việc đọc kết biến dạng sau cấp giảm tải Áp lực phải trì 15 phút để kiểm tra độ biến dạng theo thời gian; sau phút đọc kết biến dạng lần Phải lặp lại chu trình hai lần sử dụng cấp tăng giảm áp lực Ứng suất kích lớn chu trình lớn tốt phải kỹ sư thí nghiệm trường kiểm tra phụ thuộc vào kích cường độ đá áp lực ngừng kích ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx 8.8 Yêu cầu đọc kết - Hình trình bày ví dụ mẫu bảng liệu thí nghiệm loại liệu cần thu thập Tuy nhiên yêu cầu kết riêng biệt theo vị trí thí nghiệm phát triển từ yêu cầu tối thiểu Mục 10, phần Báo cáo Hình - Bảng số liệu mô tả vị trí kích phẳng thí nghiệm TÍNH TOÁN 9.1 Tổng quát - Việc tính toán ứng suất môđun biến dạng từ kết kích phẳng chịu ảnh hưởng sơ đồ chất tải phức tạp thí nghiệm Đồng thời, lực tác dụng kích phẳng không giống với lực ban đầu tác dụng lên đá Kích mở rộng theo hướng, nên thành phần ứng suất theo phương ngang ứng suất cắt không khôi phục Điều đặc biệt quan trọng kích không thẳng hàng với ứng suất Một số mô hình giả thuyết đàn hồi sử dụng để bù lại trị số này, dẫn đến số phương pháp chiết giảm hệ số khác trái ngược Các phương trình nêu số phương trình sử dụng phổ biến chứng minh để tạo kết so sánh với kết từ phương pháp trường khác Tuy nhiên, việc phân tích số liệu lại phụ thuộc vào yếu tố trường riêng biệt, địa chất trường ứng suất Trong tương lai, việc phân tích riêng biệt thí nghiệm kỹ thuật số, phương pháp phần tử hữu hạn hướng phát triển hiệu TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 Hình - Bảng số liệu thí nghiệm kích phẳng 9.2 Áp lực ngừng kích – Áp lực ngừng kích không cần phải với ứng suất bề mặt yếu tố trình bày 9.1 Tính toán ứng suất bề mặt thuộc hai dạng chủ yếu: Một đo biến dạng phía đường rãnh kích phẳng, đo biến dạng ngang đường rãnh 9.2.1 Khi đo biến dạng điểm nằm phía đường rãnh kích phẳng, tính toán ứng suất bề mặt theo lý thuyết biến dạng đàn hồi Tincelin chứng minh ứng suất sinh việc cắt tạo đường rãnh tương tự biến dạng gây mở hình ellip dọc đàn hồi, biến dạng kích phẳng tương tự ứng suất đặt tải rải cạnh bán vô hạn Tỉ số ứng suất thực tế với áp lực ngừng kích trình bày Bảng đo khoảng cách khác từ đường rãnh, từ số hệ số Poisson Tincelin đưa yếu tố cho kích phẳng có diện tích 1.09-yd vuông (1m 2), không khác với loại kích có kích thước tương tự Các kinh nghiệm trường sử dụng bảng để hiệu chỉnh trực tiếp áp lực ngừng kích, mà bảng xác định điểm đặt điểm đo ngừng kích để giảm thiểu sai số ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx Trong thực tế, đo ứng suất bề mặt thực đủ gần với đường rãnh để giả thiết ứng suất bề mặt với áp lực ngừng kích với sai số cho phép Bảng 1-Tỷ số ứng suất bề mặt áp lực ngừng kích cho m2 (1.09 yd2) 9.2.1 Khoảng cách từ đường rãnh 0.10 0.1 LA 0.2 L 0.3 L 0.4 L 0.5 L 0.6 L 0.7 L 0.8 L 0.9 L 1.0 L 0.99 0.98 1.00 1.04 1.10 1.20 1.31 1.44 1.58 1.71 1.87 Hệ số Poisson đá 0.20 0.33 0.99 0.98 0.98 1.01 1.08 1.17 1.27 1.39 1.52 1.69 1.83 0.98 0.94 0.93 0.98 1.02 1.11 1.24 1.37 1.48 1.61 1.73 0.50 0.92 0.89 0.88 0.93 1.01 1.08 1.18 1.30 1.38 1.46 1.53 Khi đo biến dạng điểm hai phía đối diện đường rãnh kích phẳng, sử dụng lý thuyết biến dạng đàn hồi để tính toán ứng suất bề mặt Alexander giả thiết biến dạng việc cắt tạo đường rãnh tương tự biến dạng mở ellip hữu hạn đàn hồi chịu tải trọng rải đều, biến dạng dọc theo chiều dài kích gây kích tương tự với biến dạng mở ellip mảnh vô hạn Biến dạng phía kích, cắt tạo đường rãnh, W, xác định theo phương trình sau: 1      2 2     SC  Y Y Y      W0 = (1 −ν ) 1 +  −  + (1 +ν ) / 1 +    E   C  C   C        (1) 1      2 2     SY0  Y Y Y      W1 = (1 − 2ν ) 1 +  −  + (1 +ν ) / 1 +    E   C  C   C        (2) W2 = W1 Q S (3) W = W0 + W1 + W2 (4) đó: W0 = biến dạng phía đường rãnh cắt đường rãnh mỏng vô hạn, in (mm), W1 = biến dạng phía đường rãnh chiều rộng đường rãnh hữu hạn, in (mm), TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 W2 = biến dạng phía đường rãnh ứng suất hai trục, in (mm), S = ứng suất đá vuông góc với kích, lbf/in (MPa), Q = ứng suất đá song song với kích, lbf/in (MPa), C = nửa chiều dài đường rãnh, in (mm), Y = khoảng cách từ điểm đo đến đường tâm kích , in (mm), Y0 = nửa chiều rộng đường rãnh, in (mm), E = môđun biến dạng khối đá, lbf/in.2 (GPa), ν = hệ số poisson khối đá Biến dạng đặt áp lực kích, Wj, xác định bởi: 1      2 2     PC0  Y Y Y     Wj = (1 −ν ) 1 +  −  + (1 + ν ) / 1 +    E  C0  C  C0         (5) đó: P = áp lực kích, lbf/in.2 (MPa), C0 = nửa chiều dài kích, in (mm), Tại áp lực ngừng kích: W = Wj (6) Tincelin, M E., ”Mesure des pressions de terrains dans les mines de fer de J’Est: Annales de I’Institut Technique de Batiment et des Travaux Publics, ”serie: Sols et Foundations, No 58, pp.972-990 Transalted by S.H Britt, U.S Geological survey open file report No 28927, Washington, DC, 1953 Alexander, L G., “Field and Laboratory Tests in Rock Mechanics,” Third Australia-New Zealand Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Syney, Australia, 1960 9.3 Môđun biến dạng – Tính toán môđun biến dạng nằm hai loại Khi đo biến dạng phía đường rãnh, môđun E tính toán sau:5 E, lbf/in.2 (GPa) = ( PLR / 2π∆Y ) (7) đó: P = áp lực kích, lbf/in.2 (MPa), L = khoảng cách điểm đo, in (mm), R = hệ số phân bố ứng suất, 10 ASTM D 4729 – 04 ∆Y TCVN xxxx:xx = biến dạng điểm đo, in (mm) Hệ số phân bố ứng suất, R, tính toán sau: [ R = ( Aq + sin Aq ) − ν ( Aq + sin Aq ) + ( Az + sin Az ) −ν ( Az − sin Az ) ] (8) đó: ν = hệ số poisson khối đá, Aq, Az = góc, tính theo radian, điểm đo mép kích, hình Khi tiến hành đo biến dạng ngang với đường rãnh, xếp lại phương trình để tính môđun, E: E, lbf/in.2 (GPa) = K ( P / ∆Y ) (9) đó: P = áp lực kích, lbf/in.2 (MPa), ∆Y = biến dạng điểm đo, in (mm), K = hệ số hình dạng thí nghiệm 10 BÁO CÁO 10.1 Mục đích phần để thiếtlập yêu cầu tối thiểu cho báo cáo hoàn thành báo cáo ứng dụng Phải bổ sung chi tiết khác phù hợp thay đổi trật tự mục cần thiết Việc áp dụng kết thí nghiệm nằm phạm vi phương pháp này, phần thiếu số chương trình thí nghiệm Trong trường hợp này, phải bổ sung thêm mục áp dụng mà phù hợp với thông tin mô tả sau 10.2 Phần giới thiệu báo cáo - Phần giới thiệu nhằm trình bày phạm vi mục đích chương trình thí nghiệm đặc trưng vật liệu thí nghiệm 10.2.1 Phạm vi chương trình thí nghiệm: 10.2.1.1 Vị trí hướng - Phải trình bày vị trí hướng kích phẳng Nên trình bày dạng sơ đồ 10.2.1.2 Cơ sở hợp lý để lựa chọn vị trí thí nghiệm - Phải trình bày lý lựa chọn địa điểm thí nghiệm6 10.2.1.3 Hạn chế chương trình thí nghiệm - Phải trình bày lĩnh vực quan tâm không thuộc phạm vi chương trình thí nghiệm hạn chế số liệu trường hợp áp dụng 10.2.2 Mô tả tóm lược địa chất vị trí thí nghiệm - Phải mô tả địa chất địa điểm thí nghiệm, bao gồm loại đá, nết đứt gãy, biến đổi, thể vùi, … Cần lập đồ địa chất chi tiết buồng thí nghiệm vị trí kích phẳng để thể kích vị trí đo 11 TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 Dodds, D J., Flatjack Tests, Foundation Sciences, Inc., Report to the Army Corps of Engineers, Missouri River District Laboratory, Portland, Oregon, 1969 Panek, L A., and Stock, J A., “Development of a Rock Stress Monitoring Station Based on the Flat Slot Method of Measuring Existing Rock Stress,” Bureau of Mines Report of Investigation 6537, Department of Interior, Washington, DC 10.3 Phương pháp thí nghiệm: 10.3.1 Dụng cụ thiết bị - Báo cáo phải đính kèm với danh sách chi tiết thiết bị thực tế sử dụng cho thí nghiệm Trong ghi rõ tên, số hiệu, tiêu chuẩn loại 10.3.2 Trình tự - Phải lập trình tự thí nghiệm theo bước chi tiết 10.3.3 Những thay đổi - Nếu thiết bị trình tự thực tế khác với yêu cầu nêu mục trình tự, phải ghi lại thay đổi lý thay đổi Phải trình bày ảnh hưởng thay đổi tới kết thí nghiệm 10.4 Cơ sở lý thuyết: 10.4.1 Các phương trình chiết giảm số liệu - Tất phương trình để chiết giảm số liệu phải trình bày rõ ràng định nghĩa đầy đủ Bất giả thiết phương trình hạn chế áp dụng phải ghi trình bày ảnh hưởng chúng tới kết 10.4.2 Ảnh hưởng vị trí đặc biệt: 10.4.2.1 Các giả thiết - Phải trình bày mức độ mà điều kiện vị trí thí nghiệm thực tế thoả mãn với giả thiết nêu phương trình chiết giảm số liệu 10.4.2.2 Các hệ số hiệu chỉnh - Phải trình bày chi tiết hệ số hay phương pháp dùng để hiệu chỉnh số liệu trường hợp không lý tưởng 12 ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx Hình – Xác định giới hạn hình học để xác định môđun 10.5 Các kết quả: 10.5.1 Tổng hợp kết - Trình bày dạng bảng loại đá, hướng, áp lực ngừng kích trung bình trị số ứng suất bề mặt, trị số môđun biến dạng trung bình, phạm vi điều không chắn 10.5.2 Kết chi tiết – Trình bày dạng số thứ tự thí nghiệm, loại đá, hướng, biến dạng phục hồi, áp lực ngừng kích, ứng suất bề mặt, trị số môđun biến dạng 10.5.3 Đồ thị - Phải thể đường cong áp lực - biến dạng điển hình loại đá 10.5.4 Các kết khác - Nếu phù hợp, phải bổ sung kiểu phân tích trình bày số liệu khác sau: 10.5.4.1 Biểu đồ kết 10.5.4.2 So sánh kết thí nghiệm với kết kiểu thí nghiệm trường khác 10.5.4.3 Ước tính cấp ứng suất nguyên trạng, 10.5.4.4 So sánh kết với nghiên cứu khác 10.6 Đánh giá sai số - Phải phân tích kết phương pháp thống kê tiêu chuẩn Phải tính toán khả không chắn với mức độ tin cậy 95% 10.6.1 Sai số đo – Phải đánh giá sai số với thí nghiệm đơn lẻ Nó bao gồm ảnh hưởng kết hợp tất kết đo áp lực biến dạng 10.6.2 Sự thay đổi khối đá - Đối với nhóm thí nghiệm tương tự, môđun biến dạng trung bình, phạm vi, độ lệch chuẩn, giới hạn độ tin cậy 95% với giá trị trung bình phải tính giá trị nhỏ 10.6.3 Mối tương quan theo nhóm – Khi phù hợp, phải so sánh phương tiện nhóm để xác định xem có khác đáng kể nhóm với mức độ tinh cậy 95% hay không 10.7 Số liệu phụ lục: 10.7.1 Đường cong áp lực-biến dạng - Phải trình bày phần phụ lục đường cong áp lực - biến dạng thí nghiệm 10.7.2 Bảng số liệu - Phải trình bày phần phụ lục dạng bảng hoàn chỉnh thí nghiệm 11 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ 13 TCVN xxxx:xx ASTM D 4729 – 04 11.1 Do tính chất đá thí nghiệm theo phương pháp này, việc tạo nhiều địa điểm thí nghiệm có đặc trưng vật lý đồng thực tốn Bất sai khác kết quan sát sai khác địa điểm thí nghiệm sai khác người thực hay công tác thí nghiệm trường Tiểu ban D18.12 hoan nghênh đề xuất có khả phát triển độ xác có thực Không có trị số tham chiếu cho khối đá phương pháp chấp nhận, xác định độ lệch 12 CÁC TỪ KHOÁ 12.1 Từ biến; áp lực thuỷ lực kích phẳng; ứng suất trường; môđun biến dạng TÓM TẮT NHỮNG THAY ĐỔI Phù hợp với sách Uỷ ban D18, phần vị trí thay đổi với tiêu chuẩn từ lần xuất cuối (1997) mà ảnh hưởng đến việc sử dụng tiêu chuẩn (1) Bổ sung vào Mục cần thiết thông báo thông số quan trọng tiêu chuẩn D 6026 (2) Bổ sung câu thứ hai thành mục nhỏ báo trước inch-pound (1.4) (3) Bổ sung Tóm tắt thay đổi sau Mục 11, Từ khoá (4) Bổ sung vào mục 2.1, ASTM D 653, D3740, D 5720, D 6026 D 6027 (5) Bổ sung Mục 3, Thuật ngữ, đánh số lại mục sau (6) Bổ sung Chú thích vào Mục 4, Ý nghĩa sử dụng, tham khảo Tiêu chuẩn D 3740, đánh số lại thích sau (7) Trong Mục bổ sung từ người thực công tác cưa, cắt (8) Mục 5.2 bổ sung tham khảo từ D 5720 D 6027 (9) Trong Mục 6, bổ sung số chi tiết loại kích phẳng dạng hình vuông (10) Trong mục 7.3, bổ sung điểm đo tham khảo mặt bố trí Hình (11) Các yêu cầu tối thiểu mục 7.8 không giống với quy định phần Báo cáo Vì vậy, thay đổi từ để phần Báo cáo với yêu cầu tối thiểu (12) Mục 10, Độ xác độ lệch, thay đổi “mẫu thí nghiệm” thành “địa điểm thí nghiệm” “thí nghiệm phòng” thành “thí nghiệm trường” (13) Hình thay đổi tiêu đề từ “Bảng số liệu thí nghiệm” thành “Bảng số liệu mô tả vị trí thí nghiệm kích phẳng” (14) Hình thay đổi tiêu đề từ “Bảng số liệu thí nghiệm” thành “Bảng số liệu thí nghiệm kích phẳng” 14 ASTM D 4729 – 04 (15) TCVN xxxx:xx Trong hình 4, sửa lỗi tả từ “đo” Hiệp hội ASTM chức đánh giá hiệu lực quyền sáng chế xác nhận với hạng mục đề cập tiêu chuẩn Người sử dụng tiêu chuẩn phải ý việc xác định hiệu lực quyền sáng chế nguy xâm phạm quyền hoàn toàn trách nhiệm Hiệp hội Tiêu chuẩn Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm duyệt lại vào lúc năm xem xét lần sửa đổi gì, chấp thuận thu hồi lại Mọi ý kiến khuyến khích nhằm sửa đổi tiêu chuẩn tiêu chuẩn bổ sung phải gửi thẳng tới Trụ sở ASTM Mọi ý kiến nhận xem xét kỹ lưỡng họp Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm người đóng góp ý kiến có thẻ tham dự Nếu nhận thấy ý kiến đóng góp không tiếp nhận cách công người đóng góp ý kiến gửi thẳng đến địa Ủy ban tiêu chuẩn ASTM sau đây: Tiêu chuẩn bảo hộ ASTM, 100 Barr Habor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States Để in riêng tiêu chuẩn (một hay nhiều bản) phải liên lạc với ASTM theo địa 610-832-9585 (điện thoại), 610-832-9555 (Fax), service@astm.org (e-mail); qua website ASTM (www.astm.org) 15 ... theo phương vuông góc với mặt phẳng kích Chất tải cấp lên kích phẳng đo biến d ng để xác định đặc trưng biến d ng khối đá Ý NGHĨA VÀ SỬ D NG 5.1 Các thí nghiệm hướng trực giao– Kích phẳng xác định. .. đo biến d ng điểm hai phía đối diện đường rãnh kích phẳng, sử d ng lý thuyết biến d ng đàn hồi để tính toán ứng suất bề mặt Alexander giả thiết biến d ng việc cắt tạo đường rãnh tương tự biến d ng... nghiệm Đo biến d ng ứng suất gây việc giảm ứng suất Đặt kích phẳng lên đường rãnh tạo áp ASTM D 4729 – 04 TCVN xxxx:xx lực trị số biến d ng đo bị huỷ bỏ Ứng suất tác d ng trở lại xấp xỉ ứng suất khối

Ngày đăng: 14/09/2017, 21:50

Hình ảnh liên quan

Hình 1– Dãy kích phẳng để đo, đo tại bề mặt - ASTM d 4729 04 xác định ứng suất và mô đun biến dạng ngoài hiện trường sử dụng phương pháp kích phẳng

Hình 1.

– Dãy kích phẳng để đo, đo tại bề mặt Xem tại trang 6 của tài liệu.
8.8 Yêu cầu đọc kết quả - Hình 2 và 3 trình bày ví dụ mẫu về bảng dữ liệu thí nghiệm và các loại dữ liệu cần thu thập - ASTM d 4729 04 xác định ứng suất và mô đun biến dạng ngoài hiện trường sử dụng phương pháp kích phẳng

8.8.

Yêu cầu đọc kết quả - Hình 2 và 3 trình bày ví dụ mẫu về bảng dữ liệu thí nghiệm và các loại dữ liệu cần thu thập Xem tại trang 7 của tài liệu.
Hình 3- Bảng số liệu thí nghiệm kích phẳng - ASTM d 4729 04 xác định ứng suất và mô đun biến dạng ngoài hiện trường sử dụng phương pháp kích phẳng

Hình 3.

Bảng số liệu thí nghiệm kích phẳng Xem tại trang 8 của tài liệu.
Bảng 1-Tỷ số ứng suất bề mặt và áp lực ngừng kích cho 1 m2 (1.09 yd2) Khoảng cách từ đường - ASTM d 4729 04 xác định ứng suất và mô đun biến dạng ngoài hiện trường sử dụng phương pháp kích phẳng

Bảng 1.

Tỷ số ứng suất bề mặt và áp lực ngừng kích cho 1 m2 (1.09 yd2) Khoảng cách từ đường Xem tại trang 9 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1 PHẠM VI ÁP DỤNG

    • 1.1 Thí nghiệm kích phẳng đo ứng suất tại bề mặt đá. Thí nghiệm này cũng còn để xác định môđun biến dạng và đặc trưng biến dạng dài hạn (từ biến).

    • 1.2 Tất cả các giá trị thu được và tính toán phải tuân thủ các quy định về số thập phân và nguyên tắc làm tròn nêu trong Tiêu chuẩn thực hành D 6026.

      • 1.2.1 Phương pháp thí nghiệm trong tiêu chuẩn này dùng để xác định cách thu thập, tính toán hay cách ghi lại các số liệu mà không liên quan trực tiếp đến độ chính xác của số liệu dùng cho quá trình thiết kế hay sử dụng khác, hoặc cả hai. Việc áp dụng các kết quả thu được theo tiêu chuẩn này nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn.

      • 1.3 Hạn chế - Thí nghiệm kích phẳng đo ứng suất trung bình vuông góc với bề mặt của buồng thí nghiệm. Mức ứng suất không bị xáo trộn phải được xác định bằng diễn giải lý thuyết từ số liệu này.

      • 1.4 Các giả thiết và các yếu tố ảnh hưởng đến số liệu:

        • 1.4.1 Sự giảm ứng suất được giả thiết là một quá trình đàn hồi, thuận nghịch. Trong các vật liệu không đồng nhất và đứt gãy lớn thì giả thiết này không hoàn toàn đúng.

        • 1.4.2 Các phương trình giả thiết rằng khối đá đồng nhất và đẳng hướng. Tác động của không đẳng hướng có thể được xác định bằng thí nghiệm theo các hướng khác nhau.

        • 1.4.3 Kích phẳng được giả định đạt hiệu suất 100%. Phải xác định các yêu cầu thiết kế và kích thước của mục 7.1 để đảm bảo các yêu cầu này chỉ sai số vài phần trăm.

        • 1.4.4 Kích được giả thiết là thẳng hàng với ứng suất chính trên bề mặt của lỗ. Ứng suất cắt không bị xoá bỏ bởi áp lực kích.

        • 1.5 Các giá trị trong tiêu chuẩn này theo hệ đơn vị inch-pound.

        • 1.6 Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả vấn đề an toàn liên quan đến sử dụng, nếu có. Đây là trách nhiệm của người sử dụng tiêu chuẩn phải đảm bảo độ an toàn và tình trạng sức khoẻ phù hợp và những hạn chế áp dụng trước khi sử dụng.

        • 2 TÀI LIỆU VIỆN DẪN

          • 2.1 Tiêu chuẩn ASTM: 2

          • 3 THUẬT NGỮ

            • 3.1 Các thuật ngữ dùng trong phương pháp thí nghiệm này tham khảo trong Thuật ngữ D 653.

            • 3.2 Khái niệm các thuật ngữ dùng trong tiêu chuẩn này:

              • 3.2.1 Áp lực khi ngừng kích – áp lực trong kích phẳng để trả lại đá về vị trí ban đầu.

              • 3.2.2 Ứng suất bề mặt - ứng suất tiếp tuyến tại bề mặt của một lỗ mở.

              • 3.2.3 Ứng suất nguyên trạng - ứng suất ngoài hiện trường trong khối đá trước khi đào một lỗ mở.

              • 4 TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

                • 4.1 Ứng suất hiện trường trong khối đá được làm giảm đi bằng cách cắt vào khối đá một đường rãnh vuông góc với bề mặt của buồng thí nghiệm. Đo biến dạng do ứng suất gây ra bởi việc giảm ứng suất này. Đặt một kích phẳng lên đường rãnh đó và tạo áp lực cho tới khi trị số biến dạng đo được ở trên bị huỷ bỏ. Ứng suất tác dụng trở lại này xấp xỉ bằng ứng suất trong khối đá tại vị trí thí nghiệm theo phương vuông góc với mặt phẳng kích. Chất tải từng cấp lên kích phẳng và đo biến dạng để xác định các đặc trưng biến dạng của khối đá.

                • 5 Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG

                  • 5.1 Các thí nghiệm trong các hướng trực giao– Kích phẳng xác định được chính xác nhất ứng suất song song với trục dọc của buồng thí nghiệm, bởi vì ứng suất này bị ảnh hưởng ít nhất do xây dựng cửa buồng thí nghiệm. (Ứng suất tiếp tuyến khác được chú trọng hơn). Đồng thời, nếu buồng thí nghiệm nằm trong vùng ứng suất có một trong số các ứng suất lớn hơn nhiều so với các ứng suất khác (gấp 3 hoặc 4 lần), thì các vị trí nhất định trong buồng có thể nằm trong vùng ứng suất nén rất thấp hoặc thậm trí ứng suất kéo. Các thí nghiệm kích phẳng ở các vị trí này có thể cho các kết bất thường hoặc kết quả sai. Do các yếu tố này, buồng thí nghiệm phải có ít nhất hai, tốt hơn là ba phân đoạn thẳng, dài (tối thiểu bằng 4 đến 5 lần đường kính), các phần thẳng này tạo với mỗi phần khác một góc là 90o. Công tác thí nghiệm phải được tiến hành đồng đều trên cả ba phân đoạn đó để đảm bảo cho các kết quả dư và, nếu các kết quả trong 1 phân đoạn có xảy ra bất thường thì phải đảm bảo chương trình tạo ra đủ các kết quả cần sử dụng.

                  • 6 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

                    • 6.1 Trình độ chuyên môn của người tham gia:

                      • 6.1.1 Người thực hiện thí nghiệm -Tất cả các cá nhân tham gia vào công tác thí nghiệm, bao gồm các kỹ thuật viên và giám sát viên thí nghiệm đều phải đáp ứng về trình độ chuyên môn.

                      • 6.1.2 Người thực hiện khoan và cưa mạch - Chất lượng khoan và cưa mạch rất quan trọng để đạt được thí nghiệm kích phẳng tốt nhất. Người thực hiện khoan và cưa mạch phải có khả năng thực hiện được độ chính xác yêu cầu để tạo ra đường rãnh và hố khoan tốt nhất.

                      • 6.2 Công tác hiệu chỉnh hoạt động của thiết bị - Phải kiểm tra tất cả các thiết bị và dụng cụ theo các quy định về hoạt động của thiết bị. Nếu không có yêu cầu khác, các quy định của nhà sản xuất về thiết bị phải được xem là quy định hoạt động yêu cầu. Công tác hiệu chỉnh hoạt động thường được tiến hành bằng cách hiệu chuẩn các thiết bị và hệ thống đo đạc. Phải thực hiện hiệu chuẩn và lập tài liệu theo một trình tự chuẩn như là Tiêu chuẩn thực hành D 5720 và D 6027.

                      • 6.3 Các đặc điểm địa chất cục bộ - Các đặc điểm cục bộ, cụ thể là sự đứt đoạn, vùng chịu cắt,… có thể ảnh hưởng tới trường ứng suất cục bộ. Những thể vùi lớn trong đá cũng có thể gây ảnh hưởng đến cả đặc trưng về ứng suất và biến dạng. Phải lựa chọn thật kỹ lưỡng vị trí thí nghiệm để giảm tối thiểu ảnh hưởng của các đặc điểm này, hoặc phải xem xét đầy đủ nếu quan tâm đến các đặc điểm đó.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan