[實用新型]一種存儲式地應(yīng)力測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220109463.8
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN202483567U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉元坤;尹健民;鄔愛清;韓曉玉;艾凱;肖國強;周春華;李永松;汪洋;文必用;許靜
• 申請（專利權(quán)）人: 長江水利委員會長江科學(xué)院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/07;E21B47/026;E21B47/26
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于巖體力學(xué)試驗領(lǐng)域，涉及現(xiàn)場測試巖體三維應(yīng)力的測試裝置，尤其是涉及一種存儲式地應(yīng)力測試裝置。

背景技術(shù)

在水利水電、礦山、交通等領(lǐng)域需修建的深部地下工程日趨增多。隨著深度的增加，地應(yīng)力增大、地質(zhì)條件惡化、破碎巖體增多、水頭壓力和涌水量加大、地溫升高等因素顯現(xiàn)，為研究深部工程巖體的力學(xué)特性，尤其是高應(yīng)力條件下工程巖體的應(yīng)力參數(shù)，較為直接的、經(jīng)濟的途徑是進行現(xiàn)場巖體三維應(yīng)力的測試，通過試驗獲得復(fù)雜地質(zhì)條件下巖體應(yīng)力參數(shù)，以便在保證工程長期穩(wěn)定性及長期運營安全。

目前傳統(tǒng)的“孔壁應(yīng)變法法”巖體三維應(yīng)力試驗以測試深度區(qū)分，可分為淺孔解除法和深孔解除法。淺孔解除法采用人工安裝方式，試驗過程中應(yīng)變片與地面讀數(shù)儀通過數(shù)據(jù)電纜始終相連，該方法可得到解除全過程數(shù)據(jù)。鑒于人力極限，該方法一般測量孔深不超過20m，因此只能得到平硐附近或巖層淺表層的測試資料。該方法可以得到完整試驗過程數(shù)據(jù)；但只能得到平硐附近或巖層淺表層的測試資料，而且測試過程電纜線需通過鉆桿中心孔穿出，試驗過程繁瑣。

深孔解除法測試采用專用的安裝器將應(yīng)變計安裝到試驗孔中，等膠水凝結(jié)固化后，讀取初始讀數(shù)后切斷應(yīng)變計和電纜線聯(lián)接，并提升安裝器。套芯解除后將應(yīng)變計和安裝器重新焊接并讀取解除后數(shù)據(jù)。該方法測量記錄已達500m以上，但無法得到解除過程數(shù)據(jù)。其中安裝器提升需采用多芯承重電纜，接入線路長，試驗環(huán)節(jié)裝備多，使得測量結(jié)果誤差較大。該方法是擴大了解除法測量孔深范圍；但僅能得到解除前后測量數(shù)據(jù)，而且多芯承重電纜較為笨重并使得測量誤差較大。

鑒于現(xiàn)場巖體三維應(yīng)力試驗存在的問題，深孔測試易受試驗環(huán)境設(shè)備因素影響，直接影響測試技術(shù)的可靠性、穩(wěn)定性和準確度。針對測試巖體深度的條件要求，改進井下存儲式孔壁應(yīng)變法地應(yīng)力測試方法，完成測試數(shù)據(jù)的采集、存儲于一體，以滿足得到測試全過程數(shù)據(jù)，而多芯承重電纜較為笨重，線路較長，試驗環(huán)節(jié)裝備多，使得測量結(jié)果誤差較大，在控制測試準確精度方面尚存欠缺，都是目前巖體三維應(yīng)力試驗所需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種現(xiàn)場巖體深孔存儲式孔壁應(yīng)變地應(yīng)力測試裝置，數(shù)據(jù)采集和存儲在井下集中實現(xiàn)，解除過程可自動采集和存儲，得到測試全過程數(shù)據(jù)。

本實用新型解決其技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：一種存儲式地應(yīng)力測試裝置，主要是應(yīng)變計設(shè)置為應(yīng)變?nèi)珮蚬萄b在儀器艙底部，并放置在測試鉆孔中，封裝在儀器艙內(nèi)的溫度傳感器、方位傳感器接入單片機，單片機與存儲處理器連接，應(yīng)變?nèi)珮蚪尤攵嗦非袚Q器，并與信號放大過濾器聯(lián)接，接入單片機，器艙內(nèi)內(nèi)單片機與井上數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)聯(lián)接。

而且，儀器艙內(nèi)可充電供電電源接入單片機，上位機接入單片機。

而且，所述應(yīng)變計內(nèi)設(shè)有活塞，并注膠。

而且，所述應(yīng)變計底端設(shè)密封圈。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比還具有以下的主要優(yōu)點：

1、由于本實用新型存儲式地應(yīng)力測試裝置，主要是井下測試數(shù)據(jù)采集控制，并與井上數(shù)據(jù)處理完成，數(shù)據(jù)采集和存儲縮小到井下集中實現(xiàn)，得到測試全過程數(shù)據(jù)，避免孔壁應(yīng)變法中淺孔解除法和深孔解除法存在問題，現(xiàn)場巖體深孔試驗，解決了解除過程可自動采集和存儲，集數(shù)據(jù)采集和存儲于一體，增加了測試技術(shù)的可靠性和準確度。

2、由于本實用新型將測試裝置應(yīng)變計注膠固定在深孔井下，且儀器艙內(nèi)封裝上安裝有溫度傳感器、電子羅盤、應(yīng)變傳感器，使應(yīng)變計中的數(shù)據(jù)采集與存儲控制系統(tǒng)在井下完成測試試驗，同時可以完成溫度、方位的測試。

3、由于本實用新型將測試裝置應(yīng)變計注膠固定在深孔井下，且儀器艙內(nèi)封裝設(shè)置溫度傳感器、電子羅盤、數(shù)據(jù)處理器并接入單片機，完成試驗溫度傳感信號、方位信號的采集及存儲，完成深孔現(xiàn)場溫度、方位測試，可以研究地溫對地應(yīng)力和測試過程的影響，可將儀器艙中溫度進行采集并存儲，而采用電路信號以及電子羅盤信號的高精度AD轉(zhuǎn)換，可保證數(shù)據(jù)采集后數(shù)據(jù)有足夠的精確度。

4、由于本實用新型將應(yīng)變計固裝儀器艙下面，應(yīng)變傳感器為應(yīng)變片組成測量全橋電路，且應(yīng)變片貼在儀器艙的采集電路板上，測量各應(yīng)變片的應(yīng)變值時，與計算機的通訊及命令處理，可以通過切換器自動切換應(yīng)變片接入工作橋路，通過數(shù)據(jù)放大過濾控制器，接入單片機，進行各種測試采集存儲電路在設(shè)定間隔時間內(nèi)讀取切換后電路信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換后存入存儲器中。