表面应力恢复测量法的二维应力测量技术

表面应力恢复测量法，一般采用1条窄缝槽埋设1个压力枕进行一次测量，如果已知主应力方向，则窄缝槽和压力枕垂直其方向布置，可测得该主应力的量值；如果未知主应力方向，则窄缝槽和压力枕以操作最方便方向布置，可测得窄缝槽中垂线上的法向正应力分量。

表2-1　中心孔测量法应力系数Ak1、Ak2、Ak3表
（θi=0°，90°，225°；φj=0°，45°，90°）

表面应力恢复测量法的二维应力测量，需要在测点附近布置3个不同方向窄缝槽和埋设3个压力枕，并预先埋设好相应3组测量元件，分别进行测量，才能测得二维应力状态。

设第i窄缝槽倾斜αi方向布置（与水平轴x夹为αi），由此建立窄缝槽坐标系O-xiyi：轴xi为顺窄缝槽方向，轴yi为垂直窄缝槽方向，它与洞室坐标系关系如图2-9所示。垂直窄缝槽的法向正应力分量可由洞室坐标系表达的应力分量表示

图2-9　压力枕坐标系与洞室坐标系的相对关系

式（2-33）为表面应力恢复测量法二维应力测量的观测值方程组。等号左边为单个窄缝槽测量的已知观测值，等号右边为包含3个应力分量的未知量。只要不同方向的窄缝槽和测量元件布置3套就可测定岩体二维应力状态。利用行列式求解二维应力状态为：(www.xing528.com)

其中：

若3个压力枕以0°，45°，90°布置，则方程组（2-33）就变为

则可直接解得

上述结果也可从式（2-34）和式（2-35）得到，把α1=0°，α2=45°，α3=90°代入式（2-35）得到Δ=-1，，Δy=-，，再由式（2-34）得到与式（2-37）同样的结果。