[發明專利]巖體工程地應力計及應力檢測系統

在審

• 申請號: 201710882254.4
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107478368A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 李邵軍;鄭民總;馮夏庭;劉繼光
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 唐維虎

技術領域

本發明涉及檢測設備技術領域，具體而言，涉及一種巖體工程地應力計及應力檢測系統。

背景技術

地應力是賦存于巖體中的一種應力，它不僅是地質環境與地殼穩定性評價的主要因素，也是地質工程設計和施工的重要資料之一。目前工程上應用最廣泛的應力測量方法是水壓致裂法和套孔應力解除法。由于水壓致裂法存在必須事先假定地應力張量的一個主方向與鉆孔軸向一致的局限，因此，套孔應力解除法因其可靠性和穩定性被認為是獲得空間三維應力的理想測試方法。

發明人經研究發現，現有的采用套孔應力解除法的應力變形計在現場數據測量時，需要將電纜接入應力變形計的尾部，通過鉆具穿出，以接入監控設備，這不僅增加了系統的體積和重量，還給現場施工造成極大不便，尤其是測量孔深度增加的時候，接入電纜就要花費大量的時間，而且電纜的長度和重量也約束了測量的深度。因此有效減輕應力變形計的體積和重量，并使應力檢測更加便捷高效是亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種巖體工程地應力計及應力檢測系統，通過設置殼體結構、電源、四組環式傳感器、處理器以及存儲器，有效減輕了巖體工程地應力計的體積和重量，并使應力檢測更加便捷高效。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

一種巖體工程地應力計，包括殼體結構、電源、四組環式傳感器、處理器以及存儲器，所述電源、四組環式傳感器和存儲器分別與所述處理器連接。

所述殼體結構包括頭部、中空外殼和尾部，所述中空外殼連接于所述頭部與所述尾部之間，所述中空外殼內部設置有沿中心軸線設置有鎖座栓，所述四組環式傳感器依次間隔套設于所述鎖座栓，各所述環式傳感器上分別設置有感應觸頭，所述殼體中空外殼與各所述感應觸頭的對應位置處設置有與所述感應觸頭相匹配的通孔，各所述環式傳感器分別檢測巖體的位移變化并產生位移信號并發送至所述處理器，所述處理器根據各所述位移信號得到多個應力值并發送至所述存儲器，以使所述存儲器存儲各所述應力值。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述巖體工程地應力計還包括四個放大濾波電路，所述四個放大濾波電路分別連接于所述四組環式傳感器于所述處理器之間，各所述放大濾波電路分別對對應的環式傳感器檢測到的位移信號進行放大濾波后發送至所述處理器。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述巖體工程地應力計還包括第一電壓轉換電路和第二電壓轉換電路，所述第一電壓轉換電路連接于所述電源與所述處理器之間，所述第二電壓轉換電路連接于所述第一電壓轉換電路與各所述放大濾波電路之間，所述第一電壓轉換電路將所述電源輸出的電壓轉換為5V并輸出，所述第二電壓轉換電路將所述第一電壓轉換電路輸出的電壓轉換為正負3.3V和基準電壓3.3V并輸出。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述巖體工程地應力計還包括接線板和插接板，所述接線板設置于所述鎖座栓的底部，所述插接板設置于所述鎖座栓靠近所述尾部的一端，所述四組環式傳感器依次通過所述接線板和插接板分別與四個放大濾波電路電連接。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述巖體工程地應力計還包括關聯有終端設備的通信模塊，所述通信模塊與所述處理器電連接并設置于所述尾部。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述處理器、存儲器以及電源設置于一電路板上，所述電路板設置于所述中空外殼并靠近所述尾部的一端。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述巖體工程地應力計還包括按鈕開關和指示燈，所述按鈕開關和指示燈分別與所述處理器電連接，所述按鈕開關和所述指示燈分別設置于所述尾部遠離所述中空外殼的一側。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，各所述環式傳感器上設置的感應觸頭為兩個且相對設置，以所述中空外殼的中心軸線為軸，兩兩相鄰的環式傳感器上設置的感應觸頭圓周上依次旋轉相差45°。

在發明的較佳實施例選擇中，在上述巖體工程地應力計中，所述尾部包括錐形卡緊器和后蓋，所述錐形卡緊器與所述中空外殼連接，所述后蓋設置于所述錐形卡緊器遠離所述中空外殼的一端。

本發明還提供一種應力檢測系統，包括定向器、終端設備以及上述的巖體工程地應力計，所述巖體工程地應力計、定向器分別與所述終端設備通信連接。