[發明專利]地下巖層分層沉降測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201510065239.1
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104613933B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 劉福臻;許國徽;梁發奇
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 裴娜

技術領域

本發明涉及測量巖層的下降量裝置技術領域，尤其涉及一種地下巖層分層沉降測量裝置及測量方法。

背景技術

對于地下巖層分層沉降測量迄今為止依然沒有一個良好的方法，為解決地下巖層復雜情況條件下的各層沉降而需要進行較為精確的測量工作，人們已經研究出將電磁法應用于地下巖層沉降測量的方法中。但由于地球本身就是一個巨大磁場，地下有些巖層也具有磁場，所以該方法受到磁場誤差影響不能提供較為精確的測量結果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種地下巖層分層沉降測量裝置及測量方法，所述測量裝置采用滑動變阻器的設計原理，測量地下巖層沉降測量，具有測試結果精確，結構簡單，使用方便的特點。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種地下巖層分層沉降測量裝置，其特征在于：所述測量裝置包括塑料探桿、中心絕緣柱、滑動電阻線圈、滑片以及夾緊組件，所述塑料探桿為中空桿狀結構，且底部密封，上部開口，上部開口設有密封頂蓋，所述塑料探桿的側壁上沿軸線方向開設有若干條槽縫，所述槽縫內固定有拉鏈組件，與所述槽縫相對的塑料探桿內設有與槽縫數量相同的豎直金屬桿，所述金屬桿的一端與塑料探桿的底座固定連接，所述拉鏈組件上的拉頭與所述金屬桿滑動配合，金屬桿圍合的中間設有一端與所述底座固定連接的豎直中心絕緣柱，所述中心絕緣柱的外周纏繞有所述滑動電阻線圈，每個拉鏈組件上設有一個位于塑料探桿外側的夾緊組件和一個位于塑料探桿內側的滑片，所述滑片與所述滑動電阻線圈直接接觸，所述頂蓋上分別設有與滑動電阻線圈的一端連接的電阻線圈接線柱和金屬桿接線柱。

進一步的技術方案在于：所述測量裝置還包括電源、分壓電阻Rg、開關S和電流表A，電源的正極與電阻線圈接線柱連接，電源的負極依次經電阻Rg、開關S和電流表A后分別與各個金屬桿接線柱連接。

進一步的技術方案在于：所述拉鏈組件包括固定連接在槽縫內的拉鏈和嚙合于拉鏈上的拉頭，所述滑片固定在所述拉頭的內側，所述夾緊組件固定在所述拉頭的外側。

進一步的技術方案在于：所述夾緊組件包括T型座和與塑料探桿的外周相適配的弧形板，T型座與弧形板之間通過被壓縮的彈簧連接。

與上述測量裝置想對應的，本發明還公開了一種地下巖層分層沉降測量方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

(1)根據打孔取得的巖層樣本得到各巖層的位置信息；

(2)將夾緊組件安裝在塑料探桿的外壁上并將塑料探桿伸入到孔中再到達相應的巖層處；

(3)將電源的正極與電阻線圈接線柱連接，電源的負極依次經電阻Rg、開關S和電流表A后分別與各個金屬桿接線柱連接，將滑動電阻線圈接入測量電路中，并通過測量滑動電阻線圈的電流和電壓計算出相應的夾緊組件的位置是否正確，是否能將滑動電阻線圈接入測量電路；

(4)如果接入不正確，調整夾緊組件的位置，使滑動電阻線圈能夠接入測量電路，如果正確則進行下一步；

(5)調整夾緊組件，使其卡在相應巖層上；

(6)測量并記錄各個巖層對應的電流值和電壓值；

(7)根據電流值和電壓值得到巖層的沉降變化量。

進一步的技術方案在于：所述方法具體如下：假設巖層樣本有四個巖層，四個巖層的深度分別為a、b、c、d，將夾緊組件分別對應四個深度安裝在絕緣探桿的外壁上；

絕緣探桿伸入到孔中再到達相應巖層，絕緣探桿固定后將電源的正極與電阻線圈接線柱連接，電源的負極依次經電阻Rg、開關S和電流表A后分別與各個金屬桿接線柱連接，將滑動電阻線圈接入測量電路中，金屬桿接線柱為接出端并對對應深度的接線柱標記為9-1-a、9-1-b、9-1-c、9-1-d；周期性的記錄每個電流表A的電流值，根據已知的電源電壓和各個周期測得的電流計算滑動電阻線圈各個深度的電阻值進而計算出對應a、b、c、d四個深度巖層的電阻變化值，具體的計算方法和計算公式為: