[發明專利]一種半固定組合的測量巖體應變裝置

有效

• 申請號: 201010256216.6
• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN101949679A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 程樂平;程肯;羅玉林;胡聰;崔文;程紅
• 申請（專利權）人: 武漢華巖電子有限責任公司
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于對巖體內部應變進行測量的技術。更具體地說是將測標環通過其支撐管以單位長度間距嵌入被測巖體地質孔或人工預留孔內并將其噴漿固定，當巖體受到自身重力、外部荷載、環境溫度等物理因素變化時，測標環間距會發生改變，通過測試這種變化量值，我們將其稱為巖體應變測量技術。這里表述的巖體，不僅包括地質地貌概念中的巖體，還應包括人工澆筑的各類混凝土工程結構體。這種應變測量技術在巖土工程中有著廣泛地應用。

通常測試巖體應變的裝置是使用一種埋入式應變計，這種應變計可以是鋼筋應變計，也可以是振弦式應變計，根據工程檢測需要，將多個應變計埋入巖體孔內或結構內固定，并逐個將其信號線引出孔外或結構外并通過二次儀表對其進行讀數或測試。它至少有三個缺點，一是應變計在巖體孔內或其支撐固定物在與周圍巖體灌漿固定時，會直接受到較大的砂漿流動沖擊力從而致使應變計及其引出信號線受損，應變計成活率低，信號質量導出不佳。注入砂漿與應變計周圍接合時，在應變計周圍局部結合面會形成氣泡或因骨料材質不均而產生應變計與砂漿實際粘合接觸等效面積呈隨機個異狀態，這些因素都會使得埋入的應變計其實際等效工作標距與理論標距率定值之間存在較大差異，使得埋入應變計的實際應變測試值失準。二是受巖體孔徑或構造限制，引出信號線過多過長也會給應變計噴漿固定帶來相當困難，從而不能按工程需要數目在有限的巖孔內安置應變計，三是埋入式應變計只能一次性使用，不可回收重復使用，使用價格并不經濟。此外，還有一種測試巖體應變的裝置，即滑動測微計，它也采用測標環及其間距支撐管預埋置入被測巖體孔內，通過檢測測標環間的距離變化來測試巖體應變量值。由于測標環受到其間距支撐管約束，在噴漿固定時，測標環之間相對位置不會改變，測標環周圍與砂漿粘合相對完好，測試時只需將滑動測微計滑入巖體孔內逐一對各測標環間的軸向位移變化值進行測量即可得出巖體應變值，這種測試得出的應變值，信號干擾小，數據置信度高。雖然，滑動測微計相對于埋入式應變計而言其優點更為明顯，但仍具有以下不足：一是對同一巖孔內的巖體應變測試不可進行長期連續性的，不間斷的檢測，即針對工程、自然災害、環境變化要求，要對巖體應變值進行連續性的、不間斷的實時監測費時費力，在使用上具有一定局限性。二是由于滑動測微計在測試時，需反復逐一對所有測標環對之間進行測試時，會對測標發生摩擦或碰撞，重復這種接觸和碰撞會導致接觸面之間發生磨損或損傷變形，因此滑動測微計對測標環及測微計測頭相互接觸面的機械加工精度、材質要求較高且只能單件加工成型。而測標環又是只能一次性埋入使用且用量較大的易損零件，導致了在整個滑動測微計及其配套測標環的制造和使用上，成本昂貴。三是在巖體受到不同荷載變化，或不同時間段的自然變化，滑動測微計需反復或分別進入各測點巖孔之內對巖體應變發生改變狀況進行測試，由于巖孔內、、外、上、下溫差較大，滑動測微計也會因工作環境溫差變化而使其自身長度發生微小改變，這也足以可能影響到應變測試精度及測試效果?；瑒訙y微計以上的三點不足，使得其在巖土工程中的廣泛應用受到了較大限制。

本發明旨在提出一種半固定組合的巖體應變測量裝置，它針對上述埋入式應變計及滑動式測微計的不足作了很大改進，既保留了埋入式應變計可進行長期連續、不間斷地實時監測的優點，又可避免埋入式應變計，安裝調試繁雜，成活率低，信號質量不佳或失準，及滑動測微計不可進行長期的，持續的，實時監測或因溫差、測標環接觸面損傷帶來的測試誤差等缺點。此外，這種半固定組合的巖體應變測量裝置在測試中除測標環及其間距支撐管是一次性使用外，其它部分均可回收，重復使用。這種巖體應變測量裝置中的各獨立應變測試單元組合安置于各測標環之間固定后，工作環境十分穩定，整個測試過程中不會象使用滑動測微計那樣，需重復移動測試，也不會發生接觸頭與測標環接觸面之間的反復摩擦碰撞導致損壞或誤差。本發明對接觸固定部位的機械加工精度、材質要求不高，可采用價格低廉的鉛鋅合金開模壓鑄批量制造，從而提高了測試質量，降低了測試成本。

本發明的最佳實施例請參見如下：

圖1為本發明的總體工作示意圖。圖2為本發明獨立應變測試單元機械結構、應變讀數緩存控制器與測標環相互連接關系示意圖。圖12為本發明獨立應變測試單元電原理示意圖。