基于現(xiàn)代測試技術(shù)的危巖力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究

米紅林，納曼·麥麥提，色麥爾江·麥麥提玉蘇普，楊曉東

(1.喀什大學(xué)土木工程學(xué)院，新疆 喀什 844008; 2.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，上海 201418)

0 引 言

喀喇昆侖公路地處祖國最西部，通過紅其拉甫口岸到達(dá)巴基斯坦境內(nèi)，公路所處位置地勢海拔高，沿途陡崖邊坡危巖多，地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)常發(fā)生山體滑坡、落石等自然災(zāi)害，鑒于喀喇昆侖公路戰(zhàn)略的重要性以及區(qū)域位置較為偏遠(yuǎn)，對這一地域的地質(zhì)調(diào)查和開展學(xué)術(shù)研究具有一定的挑戰(zhàn)性。因此，本文依托南疆喀什大學(xué)新建的土木工程學(xué)院開展一系列的巖樣力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究。不僅對這一區(qū)域巖石多樣性有了初步了解，而且對其中部分巖石通過采集到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究，可以對該區(qū)域巖石的力學(xué)性能進(jìn)行了解，為這一區(qū)域巖石力學(xué)性能研究積累研究數(shù)據(jù)。

巖石力學(xué)性能研究的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法可以對被測對象在外力作用下的響應(yīng)進(jìn)行識(shí)別和測量，進(jìn)而評估構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考，為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)安全評估提供依據(jù)。研究人員針對不同區(qū)域、不同工程進(jìn)行了巖石力學(xué)性能的研究，包括理論研究、實(shí)驗(yàn)研究、破壞實(shí)驗(yàn)以及無損檢測[1-2]。文獻(xiàn)[3]采用貼應(yīng)變片的電測法作為監(jiān)測手段，對剪切裂紋形成演化規(guī)律及進(jìn)一步誘發(fā)的破壞形式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得到了試件表面觀測點(diǎn)應(yīng)力演化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上分析了不等壓條件下剪切裂紋的發(fā)生機(jī)理。實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法主要有光彈性法、云紋法、電阻應(yīng)變計(jì)殘余應(yīng)力法[4]，隨著激光和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法又出現(xiàn)了云紋干涉法、電子散斑干涉法、數(shù)字圖像相關(guān)法等實(shí)驗(yàn)方法。在諸多的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力方法中，光彈性法可以直接獲得主應(yīng)力差的條紋。云紋干涉法對制作光柵要求較高，所測靈敏度也高，文獻(xiàn)[5-6]采用云紋干涉技術(shù)結(jié)合鉆孔法、環(huán)芯及切槽進(jìn)行殘余變形和殘余應(yīng)力測量，得出了精度比鉆孔電測法精度更高。該測試方法要求待測表面平整，可得到面內(nèi)位移，對抗振要求高。文獻(xiàn)[7]采用數(shù)字散斑干涉測量技術(shù)對受到低速?zèng)_擊的層合板在熱載下進(jìn)行內(nèi)部低速?zèng)_擊損傷檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該技術(shù)通過觀察散斑干涉條紋的不規(guī)則分布即可準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合材料層合板表面難以觀察到的內(nèi)部低速?zèng)_擊損傷。文獻(xiàn)[8]提出了一種基于雙目立體視覺技術(shù)的動(dòng)態(tài)角度測量方法，對大幅度動(dòng)態(tài)擺角及運(yùn)動(dòng)過程中物體空間姿態(tài)角實(shí)現(xiàn)了在線測量，具有非接觸式優(yōu)點(diǎn)。文獻(xiàn)[9-10]對應(yīng)力測試方法進(jìn)行了綜述和補(bǔ)充實(shí)例，闡述了云紋干涉法、光彈性法、超聲及納米壓痕法以及應(yīng)力測試方法的比較，得出為了提高應(yīng)力測量的檢測精度和檢測效率，兩種或兩種以上檢測方法配合使用，成為當(dāng)前應(yīng)力測量和狀態(tài)評估研究的一大發(fā)展方向。文獻(xiàn)[11]總結(jié)了常用的光測力學(xué)方法在巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)觀測中的應(yīng)用，指出數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)在巖石力學(xué)觀測中的趨勢。光學(xué)測量以其精度高、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，測量方法和技術(shù)還仍在不斷發(fā)展[12-13]。盡管有接觸式、非接觸式測試技術(shù)應(yīng)用于巖石力學(xué)性能研究，但是針對喀喇昆侖公路沿線及周邊不同巖性巖樣的力學(xué)性能研究工作開展的不多。因此，在總結(jié)上述文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，并鑒于固體實(shí)驗(yàn)力學(xué)方法在工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析中的成功應(yīng)用，本文采用光學(xué)數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)對褐紅砂巖和褐灰砂巖在單軸載荷作用下對其裂紋發(fā)展進(jìn)行了觀測。采用應(yīng)變電測技術(shù)對褐紅砂巖、片麻巖、灰綠板巖在單軸壓縮的工況以及在三點(diǎn)彎曲工況下最大彎矩所在截面的上、中、下部位粘貼電阻應(yīng)變計(jì)，通過萬能試驗(yàn)機(jī)加載，得到了所研究巖樣隨時(shí)間變化的應(yīng)變曲線、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，獲得了褐紅砂巖強(qiáng)度高于片麻巖，灰綠板巖強(qiáng)度略高于片麻巖強(qiáng)度。最后，利用光學(xué)顯微鏡對部分巖樣進(jìn)行了斷口形貌的觀測。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)原理

數(shù)字圖像相關(guān)法也是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析法之一，利用自然光或白光，具有全場、非接觸、精度高、對環(huán)境要求低等特點(diǎn)，目前在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界得到了廣泛的研究和應(yīng)用。數(shù)字圖像相關(guān)法是利用變形前后圖像上的散斑灰度特征，在變形前后圖像上建立對應(yīng)關(guān)系，然后根據(jù)此對應(yīng)關(guān)系尋找變形前后圖像上的對應(yīng)點(diǎn)，從而得到其位移值。搜索過程是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)性原理，建立一個(gè)相關(guān)函數(shù)C，用這個(gè)相關(guān)函數(shù)表示變形前后兩幅圖像的匹配程度。本文DIC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，由軟件和硬件組成。硬件主要包括CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)和萬能試驗(yàn)機(jī)。軟件系統(tǒng)由DIC圖像采集及計(jì)算軟件和萬能試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)記錄軟件構(gòu)成。

圖1 DIC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

1.2 應(yīng)變電測法原理

電測法是借助電子儀器，將應(yīng)變轉(zhuǎn)為電量的一種測試方法。現(xiàn)場測試是完全在生產(chǎn)實(shí)際的真實(shí)客觀情況下進(jìn)行的，因此，測得的數(shù)據(jù)反映了構(gòu)件應(yīng)力分布的實(shí)際情況和規(guī)律。

電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理為將電阻值為R的應(yīng)變片牢固地粘貼在試樣表面的被測部位，當(dāng)該部位沿應(yīng)變片敏感柵的軸線方向產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片也隨之變形，其電阻產(chǎn)生一個(gè)變化量ΔR。實(shí)驗(yàn)表明，在一定范圍內(nèi)，應(yīng)變片的電阻變化率ΔR/R與應(yīng)變?chǔ)懦烧龋?/p>

其中比例常數(shù)K為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，其值由實(shí)驗(yàn)標(biāo)定（一般生產(chǎn)廠家給出）。其物理意義是每單位應(yīng)變所造成的相對電阻變化，標(biāo)志著該類絲材電阻應(yīng)變效應(yīng)顯著與否。

應(yīng)變計(jì)測量電路的作用是將電阻應(yīng)變片感受的電阻變化率ΔR/R變換成電壓變化輸出，再經(jīng)過放大電路放大，常用的測量電路是惠斯頓電橋，電橋的輸出公式[14]為

其中ε1、ε2、ε3和ε4分別代表電阻片R1、R2、R3和R4感受的應(yīng)變值。式（2）表明，應(yīng)變片感受到的應(yīng)變通過電橋可以線性轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺瑢⒋诵盘栠M(jìn)一步放大、處理就可以用應(yīng)變儀測出待測部位的電阻εr，即

根據(jù)所測對象及需求，需選用不同類型的應(yīng)變計(jì)。對大應(yīng)力梯度結(jié)構(gòu)及小型形狀復(fù)雜構(gòu)件應(yīng)力測量，選用微型應(yīng)變計(jì)。在構(gòu)件主應(yīng)力方向已知，可用形狀完全相同的應(yīng)變計(jì)構(gòu)成90°的應(yīng)變花測量構(gòu)件主應(yīng)力大小。在構(gòu)件主應(yīng)力方向未知，可用形狀完全相同的應(yīng)變計(jì)構(gòu)成45°、60°的應(yīng)變花測量構(gòu)件主應(yīng)力大小和方向。對于應(yīng)力梯度的測量，可以選用形狀完全相同，將多個(gè)應(yīng)變計(jì)排成一排組成應(yīng)變花，用于測量構(gòu)件應(yīng)力梯度的變化。對測量受扭轉(zhuǎn)構(gòu)件的扭矩時(shí)，要選用測扭矩應(yīng)變計(jì)。工業(yè)界中殘余應(yīng)力測定，可以選用應(yīng)變計(jì)構(gòu)成120°的應(yīng)變花，在中間圓孔處鉆孔，可以測量出構(gòu)件的殘余應(yīng)力。本文對單向壓縮試件粘貼橫向和豎向各1片，三點(diǎn)彎曲中性層及上下各粘貼1片。

2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1 DIC實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

DIC動(dòng)態(tài)觀測采用單軸壓縮巖樣為褐紅砂巖和褐灰砂巖巖樣，試件尺寸100 mm×50 mm×50 mm，巖石表面平整，無明顯缺陷。首先將巖石表面散斑化處理，即表面噴涂白漆，隨后隨機(jī)噴涂黑漆，散斑顆粒2～5像素為宜。散斑自然干燥后，置于壓機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定（如圖2所示），每個(gè)像素表示0.062 mm。數(shù)字相關(guān)采集系統(tǒng)采用上海大學(xué)研制的DIC軟件，實(shí)驗(yàn)在上海大學(xué)完成。

圖2 DIC標(biāo)定圖

2.2 電測法實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

采用江蘇東華測試技術(shù)股份有限公司制造的10通道的DH3818Y型靜態(tài)應(yīng)變測試儀1臺(tái)，采用武漢先導(dǎo)科技有限公司生產(chǎn)的電阻應(yīng)變計(jì)若干，中機(jī)試驗(yàn)裝備股份有限公司制造的萬能試驗(yàn)機(jī)1臺(tái)，其他工具有萬用表、502膠水、砂紙、剝線鉗、電烙鐵、焊錫等。

將采于喀喇昆侖公路（中國段）喀什地區(qū)的巖石切割成標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件。采用三點(diǎn)彎曲巖樣為褐紅砂巖和片麻巖試件，試件尺寸120 mm×40 mm×20 mm。該巖樣粘貼應(yīng)變計(jì)3片，分別為巖樣中性層處1片，距離上邊緣和下邊緣10 mm處各1片。采用單軸壓縮巖樣為灰綠板巖巖樣和片麻巖巖樣，試件尺寸50 mm×50 mm×50 mm，該巖樣粘貼應(yīng)變計(jì)2片，分別為巖樣中間沿加載受力方向粘貼1片，另1片位于中間附近橫向粘貼。粘貼電阻應(yīng)變計(jì)前，首先進(jìn)行選片，用萬用表量測電阻應(yīng)變計(jì)電阻值，保證應(yīng)變計(jì)正常，對巖樣粘貼應(yīng)變計(jì)部位使用細(xì)砂紙打磨，使粘貼應(yīng)變計(jì)區(qū)域平整、無氣孔、無裂紋，用酒精棉（或丙酮）擦拭打磨過的表面，使用502膠水粘貼應(yīng)變計(jì)和接線端子，粘貼好后，自然干燥。將應(yīng)變計(jì)引出線和導(dǎo)線分別用電烙鐵焊接于接線端子上，完成接線工作。圖3為粘貼完成應(yīng)變計(jì)、接線端子并連接完成導(dǎo)線的灰綠板巖試件。

圖3 粘貼應(yīng)變計(jì)的實(shí)驗(yàn)巖樣

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 數(shù)字圖像相關(guān)法裂紋觀測

采用萬能試驗(yàn)機(jī)對褐紅砂巖和褐灰砂巖進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)。尺寸為100 mm×50 mm×50 mm試件，加載速率0.2 mm/min。圖像采集系統(tǒng)與試驗(yàn)機(jī)同步，實(shí)時(shí)獲取在壓縮載荷作用下試件變形圖像，運(yùn)用數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算不同時(shí)間采集的巖樣變形區(qū)域全場變形分布。數(shù)字圖像相關(guān)軟件使用的是上海大學(xué)開發(fā)的光學(xué)變形測量系統(tǒng)，計(jì)算像素位移使用的子區(qū)大小21像素，上下左右搜索范圍均為10像素。CCD攝像機(jī)焦距25 mm，采集圖像速率為1幀/s，數(shù)字圖像相關(guān)測量精度0.01像素。

圖4為數(shù)字圖像相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。圖5和圖6分別為褐紅砂巖和褐灰砂巖裂紋演化過程。褐紅砂巖加載到33 kN，即第271 s時(shí)起裂。褐灰砂巖加載到15 kN時(shí)，即140 s時(shí)出現(xiàn)裂紋。

圖4 數(shù)字圖像相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場

從圖5中可以看出褐紅砂巖試件破壞初始部位在試件邊緣處萌生，沿著裂紋發(fā)生的部位進(jìn)行貫穿破壞。從圖6中可以看出褐灰砂巖試件破壞由初始一條裂紋逐漸增加兩條直至多條裂紋。

圖5 褐紅砂巖裂紋演化過程

圖6 褐灰砂巖裂紋演化過程

試件單軸加載時(shí)，載荷是面載荷，而三點(diǎn)彎曲載荷形式為線載荷，在線載荷作用部位附近試件開裂和折斷。面載荷作用下，薄弱部分發(fā)生材料滑移，引起裂紋萌生，在外力持續(xù)增大時(shí)，裂紋萌生處發(fā)展成裂紋，在后續(xù)外力作用下，薄弱處材料失穩(wěn)、剝落，試件橫截面減小，應(yīng)力增大，最終試件斷裂破壞。

3.2 三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)機(jī)加載速率0.2 mm/min，采用DHDAS動(dòng)態(tài)信號采集分析系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)變采集，每秒采集一次應(yīng)變，三點(diǎn)彎曲巖樣加載到斷裂，單軸壓縮試樣加載至100 kN。

褐紅砂巖巖樣尺寸120 mm×40 mm×20 mm，貼應(yīng)變片3片，另外粘貼1片溫度補(bǔ)償片。加載方式為三點(diǎn)彎曲，由萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載，電測法測試現(xiàn)場如圖7所示。

圖7 電測法實(shí)驗(yàn)測試現(xiàn)場

實(shí)驗(yàn)時(shí)，萬能試驗(yàn)機(jī)與電阻應(yīng)變儀同時(shí)開始施加載荷和應(yīng)變采集。褐紅砂巖試件在三點(diǎn)彎曲受力條件下的3片應(yīng)變計(jì)應(yīng)變隨時(shí)間變化曲線如圖8所示。從實(shí)驗(yàn)中得出，試樣受載時(shí)，圖中最上面的曲線為試樣中性層以下部位受拉引起的拉應(yīng)變，最下面為試樣中性層以上受壓引起的壓應(yīng)變，中間曲線即為中性層，應(yīng)變曲線趨于水平，與材料力學(xué)理論較為吻合。在達(dá)到160 s時(shí)，巖樣突然斷裂，圖8中最右側(cè)應(yīng)變發(fā)生突變處表明巖樣斷裂。片麻巖巖樣尺寸120 mm×40 mm×20 mm，貼應(yīng)變片3片，另外貼1片溫度補(bǔ)償片。片麻巖試件在三點(diǎn)彎曲受力條件下的3片應(yīng)變計(jì)應(yīng)變隨時(shí)間變化曲線如圖9所示。從圖中看出在加載情況下，下側(cè)亦為受壓引起的壓應(yīng)變，上側(cè)應(yīng)變?yōu)槭芾鸬睦瓚?yīng)變，中間即中性層處應(yīng)變基本水平，與預(yù)測較為吻合。在達(dá)到90 s時(shí)，巖樣突然斷裂，圖9中最右側(cè)應(yīng)變發(fā)生突變，表明斷裂。

圖8 褐紅砂巖巖樣三點(diǎn)彎曲應(yīng)變曲線

圖9 片麻巖巖樣三點(diǎn)彎曲應(yīng)變曲線

3.3 單軸壓縮實(shí)驗(yàn)

灰綠板巖巖樣和片麻巖巖樣尺寸均為50 mm×50 mm×50 mm，各貼應(yīng)變片2片，另外貼1片溫度補(bǔ)償片，加載方式為單軸壓縮，由萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載。在單軸壓縮條件下，灰綠板巖巖樣與片麻巖巖樣對應(yīng)載荷的位移如表1所示。從表中可以看出相同載荷作用下，灰綠板巖巖樣沿力壓縮方向變形略小于片麻巖巖樣的變形，表明灰綠板巖抗壓能力略強(qiáng)于片麻巖。由萬能試驗(yàn)機(jī)獲得載荷與位移數(shù)據(jù)，通過分析得出兩種巖樣的力與位移關(guān)系中，在20 kN以下，兩種巖樣力與位移成非線性，隨著載荷增加，力與位移關(guān)系近似線性關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)，繪制了灰綠板巖和片麻巖巖樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線見圖10和圖11。作為脆性材料與韌性材料明顯的區(qū)別，巖樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線無屈服和頸縮階段。兩種巖樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出，5 000 με以下時(shí)，片麻巖巖樣曲線略平緩，與灰綠板巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線相比，即產(chǎn)生相同應(yīng)變時(shí)，片麻巖所需外力較小。5 000 με以后，兩種巖石應(yīng)力-應(yīng)變趨向于線性關(guān)系。

表1 灰綠板巖巖樣與片麻巖巖樣部分載荷對應(yīng)的位移

圖10 灰綠板巖巖樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖11 片麻巖巖樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線

3.4 巖樣斷口分析

實(shí)驗(yàn)采用NikonSMZ1000型加裝CCD的體視顯微鏡，由目鏡、物鏡、加裝CCD、采集圖像軟件和冷光源等組成，如圖12所示。試驗(yàn)前進(jìn)行標(biāo)定，以確定放大倍數(shù)，將鋼刻度尺至于物鏡下方，調(diào)節(jié)焦距，將鋼尺填充屏幕，采集圖像，本文中放大倍數(shù)為350倍。

圖12 巖樣斷口觀測實(shí)驗(yàn)

利用光學(xué)顯微鏡觀測了褐紅砂巖、灰綠板巖、褐灰砂巖和白色石英粉砂巖的斷口，分析了抗折工況條件下巖樣斷口微觀形貌特征。從巖樣的斷口可以看到斷裂面表面不平整，這種粗糙不平的程度就是其微觀結(jié)構(gòu)和載荷以及其他復(fù)雜因素的綜合反映[15]。在放大倍數(shù)相同的情況下，可以看出褐紅砂巖、白色石英粉砂巖晶粒比較大（見圖13和圖14所示），褐灰砂巖、灰綠板巖晶粒較小（見圖15和圖16所示）。斷裂表征為晶粒完整脫離基體沿晶斷裂、晶粒撕裂的穿晶斷裂以及混合斷裂。從斷口形貌分析裂紋發(fā)生、擴(kuò)展得出裂紋發(fā)生在材料薄弱的部位，當(dāng)晶粒界面強(qiáng)度弱于晶粒時(shí)，沿晶粒界面斷裂，當(dāng)晶粒界面強(qiáng)度大于晶粒強(qiáng)度，則發(fā)生沿晶粒斷裂，或者兩者混合斷裂。

圖13 褐紅砂巖斷口

圖14 白色石英粉砂巖斷口

圖15 褐灰砂巖斷口

圖16 灰綠板巖斷口

4 結(jié)束語

通過對灰綠板巖、片麻巖、褐灰砂巖、褐紅砂巖巖樣施加三點(diǎn)彎曲和單軸壓縮載荷，結(jié)合應(yīng)變電測法、光測法對巖樣的力學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，獲得以下結(jié)論：

1）巖樣斷裂時(shí)應(yīng)變發(fā)生斷崖式突變。從灰綠板巖和片麻巖巖樣加載后的位移變形及應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以得出，實(shí)驗(yàn)巖樣的灰綠板巖的彈性模量略大于片麻巖的彈性模量。

2）在荷載作用下，巖體實(shí)際的破壞是脆性破壞、塑性破壞以及弱面剪切破壞等模式或上述破壞耦合形式。本文實(shí)驗(yàn)中片麻巖和灰綠板巖標(biāo)準(zhǔn)試件為軸對稱狀態(tài)，在進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有顯著變形且突然破壞,得出兩種巖石破壞形式為脆性破壞。通過數(shù)字圖像相關(guān)法觀測，產(chǎn)生這種破壞的原因可能是巖石中裂隙的發(fā)生和發(fā)展的結(jié)果。

3）作為極不敏感材料，危巖破壞發(fā)生的前預(yù)兆及預(yù)警還需進(jìn)一步探索，對喀喇昆侖公路沿線陡崖、邊坡不穩(wěn)定區(qū)域，現(xiàn)場局部危險(xiǎn)地域、多點(diǎn)觀測巖石形變及落石檢測，可以進(jìn)一步引入分布式壓力薄膜，增大測試面積，對巖石變形及落石壓力通過電阻變化轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)行報(bào)警，以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

總之，通過采用多種實(shí)驗(yàn)方法和手段對褐紅砂巖和片麻巖試件進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，對灰綠板巖、片麻巖、褐紅砂巖和褐灰砂巖巖樣進(jìn)行了單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，對褐紅砂巖、灰綠板巖、褐灰砂巖和白色石英粉砂巖4種巖樣的斷口進(jìn)行了觀測。為了使同樣巖性巖石力學(xué)性能結(jié)果更加準(zhǔn)確，所測參數(shù)更加豐富，在后續(xù)工作中將采用同規(guī)格同一巖性巖樣進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，注重將本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其進(jìn)行比對。