巖石原位測試設備種類繁多，不同設備針對不同的測試目標和巖土條件，操作方法各有差異。以下是幾種常見巖石原位測試設備的核心操作流程與使用要點，涵蓋點荷載試驗儀、柔性體積膨脹計、旁壓儀、鉆孔剪切儀及聲波/波速測試系統。

一、巖石點荷載試驗儀操作方法

用于測定巖石抗拉強度，適用于巖芯或不規則巖塊。

1.1?準備工作?

1.1.1檢查設備電源、傳感器連接是否正常，確保供電電壓符合要求（三線插頭接地）。

1.1.2校準壓力傳感器和位移傳感器，保證測量精度。

1.1.3保持設備清潔干燥，避免振動或撞擊。

1.2?試樣安裝?

1.2.1將巖樣置于上下兩個錐形壓頭之間，確保加載線通過巖樣中心。

1.2.2對于不規則巖塊，選擇最短距離作為加載方向。

1.3?加載測試?

1.3.1以0.5–1.0 MPa/s的速率勻速加載，直至巖樣破裂。

1.3.2實時記錄Z大破壞荷載值。

1.4?數據處理?

計算點荷載強度指數，再換算為抗拉強度。

注意：初學者應在熟練人員指導下操作，禁止超載運行。

二、柔性體積膨脹計（Dilatometer）——測定巖體原位變形模量

適用于N尺寸鉆孔（75.7mm），評估各向同性巖體彈性變形。

2.1?鉆孔驗收?

2.1.1使用六臂井徑儀檢測孔徑，偏差不得超過±0.25mm。

2.1.2孔內注水或乙二醇溶液（低溫環境）作為耦合劑。

2.2?探頭定位?

將膨脹段準確對準測試層位，施加初始接觸壓力。

2.3?分級加壓?

2.3.1按10個等分壓力階躍加載至Z大工作壓力（≤20,680 kPa）。

2.3.2每級穩定1分鐘后記錄體積變化。

2.4?數據分析?

使用修正公式計算變形模量

三、旁壓儀（Pressuremeter）——測定土體與軟巖水平力學參數

廣泛用于深部土層或軟質巖石的原位水平應力與變形特性測試。

3.1?設備下放?

將圓柱形旁壓器放入預鉆孔中，確保垂直居中。

3.2?加壓膨脹?

3.2.1向橡皮囊注水加壓，使其徑向膨脹擠壓孔壁。

3.2.2測量壓力與鉆孔體積變化關系。

3.3?關鍵參數獲取?

3.3.1臨塑壓力、極限壓力、旁壓模量。

3.3.2可用于估算地基承載力、樁基摩阻力等。

四、鉆孔剪切儀——測定土體原位抗剪強度

適用于多種土層（除極軟土和高粘聚力巖石），直接測得摩擦角

4.1?鉆孔準備?

開孔直徑60–66mm，安放套管防止塌孔。

4.2?探頭就位?

將剪切探頭下放至目標深度，保持穩定。

4.3?剪切測試?

4.3.1施加軸向推力，使土體在固定剪切面上滑動。

4.3.2記錄剪切過程中的力與位移數據。

4.4?結果分析?

4.4.1通過扭矩與位移曲線反演 φ和 c。

4.4.2測試面積達500 cm2，結果離散性小，可靠性高。

五、聲波/波速測試系統——測定巖體動力參數

通過P波、S波傳播速度評估巖體完整性與彈性模量。

5.1?測孔布置?

5.1.1一般布置3個測孔，呈直角三角形分布，間距0.5–2m。

5.1.2孔深應進入天然應力區。

5.2?耦合與激發?

5.2.1孔內注水作為聲波耦合劑。

5.2.2選擇合適頻率換能器（根據巖性決定）。

5.3?測試模式?

5.3.1常用“一發一收"或“一發二收"方式，后者可消除井液影響。

5.3.2設置采樣頻率、延遲時間、移動間隔等參數。

5.4?波速計算?

根據滑行波到達時間差和距離 ，計算巖體波速。

六、通用安全與操作注意事項

6.1所有電子設備通電前確認電壓匹配，并接入帶接地保護的插座。

6.2輸入信號與負載不得超過設備額定范圍。

6.3試驗中如出現異常（異響、數據突變），立即停止并檢查線路。

6.4實驗室儀器布局合理，便于操作與觀察。

6.5操作人員需接受培訓，熟練掌握后方可獨立作業。

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