[發明專利]一種高壓單腔式旁壓儀探頭

有效

• 申請號: 201810333039.3
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108756865B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 吳澤陽;焦玉勇;姚愛國;鄒俊鵬;譚飛;嚴成增;唐志成;程毅;邱敏
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明提供一種高壓單腔式旁壓儀探頭，包括空心鋼管和圓柱形橡膠膜，空心鋼管上焊接著相對的兩剛性圓環片，空心鋼管穿過橡膠膜，橡膠膜兩端分別粘接于兩剛性圓環片內端面，空心鋼管與橡膠膜之間形成測量腔，橡膠膜外壁上粘接著若干豎直的條狀鋼片，所有鋼片兩端均于橡膠膜的兩端設有折彎部，空心鋼管兩端均螺紋連接一拼帽，兩拼帽分別壓緊兩剛性圓環片，所有鋼片兩端的折彎部向上抵住拼帽，空心鋼管內設有與測量腔連通的水管路，通過水管路對測量腔內注水，測量測量腔內壓力。本發明的有益效果：鋼片抑止了旁壓儀探頭向兩端的膨脹，使旁壓儀探頭只能實現徑向膨脹，測量結果更加真實準確，滿足旁壓試驗對彈性膜的苛刻要求，避免頻繁更換彈性膜。

技術領域

本發明涉及地質勘察技術領域，尤其涉及一種高壓單腔式旁壓儀探頭。

背景技術

旁壓試驗是巖土工程中廣泛應用的原位測試手段之一，在深部地層勘察中使用頻繁。旁壓試驗的基本原理是利用鉆桿在測試地層形成鉆孔，然后將旁壓儀探頭放至旁壓試驗孔，向旁壓器探頭內注入水，使得旁壓儀探頭彈性膜向外擴張擠壓周邊的砂礫石層，并測定壓力與變形的關系曲線，獲得接觸壓力、臨塑壓力和極限壓力，以評定地基土的承載力。現有單腔式旁壓儀探頭是在圓柱形空心金屬管外套上一層彈性膜，通過拼帽使得彈性膜兩端能夠通過內壓緊圈和外壓緊圈進行密封固定，與中間的鋼管外圍共同形成測量腔，測量腔通過水管線與外部加壓系統連通，通過另外一套壓力調節系統對旁壓儀探頭測量腔進行壓力調控。主要存在的問題是在實際測量的過程中，測量腔壓力過大將導致彈性膜出現徑向膨脹以及向旁壓儀探頭兩端膨脹的現象，由于在實際操作中向旁壓儀探頭兩端的膨脹很難測得真實的體積變化，以至于導致測量結果以及后面其他相關數據計算的準確度大幅度下降，且測量腔壓力越大，準確度越低，另外，在進行若干次旁壓試驗后，彈性膜的性能會發生變化，需及時跟換彈性膜，試驗成本大大提高。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種高壓單腔式旁壓儀探頭。

本發明的實施例提供一種高壓單腔式旁壓儀探頭，包括空心鋼管和圓柱形橡膠膜，所述空心鋼管上焊接著相對的兩剛性圓環片，所述空心鋼管穿過所述橡膠膜，所述橡膠膜兩端分別粘接于兩所述剛性圓環片內端面，所述空心鋼管與所述橡膠膜之間形成測量腔，所述橡膠膜外壁上粘接著若干豎直的條狀鋼片，所有鋼片兩端均于所述橡膠膜的兩端設有折彎部，所述空心鋼管兩端均螺紋連接一拼帽，兩所述拼帽分別壓緊兩所述剛性圓環片，所有鋼片兩端的折彎部抵住所述拼帽，所述空心鋼管內設有與所述測量腔連通的水管路，通過所述水管路對所述測量腔內注水，測量所述測量腔內壓力。

進一步地，所有鋼片的外表面還包裹著彈性膜，兩所述剛性圓環片的外端面上均設有卡槽，所述卡槽內均安裝著固定墊圈，所述彈性膜的兩端分別貼緊兩所述固定墊圈且被所述拼帽壓緊。

進一步地，所述鋼片的數量為6～8片。

進一步地，所有鋼片圍繞所述橡膠膜均勻分布。

進一步地，所述橡膠膜兩端分別用冷硫化膠結劑粘接于兩所述剛性圓環片內端面，所有鋼片與所述橡膠膜之間用冷硫化膠結劑粘接。

進一步地，所述空心鋼管與兩所述剛性圓環片一體成型。

進一步地，所述折彎部的長度小于所述拼帽半徑與剛性圓環片半徑差值。

本發明的實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本發明的高壓單腔式旁壓儀探頭，由高彈性橡膠膜和鋼片構成內膜，既滿足高壓作用向外膨脹擠壓周圍土層的需求，同時通過鋼片很好的抑止了旁壓儀探頭向兩端的膨脹，使旁壓儀探頭只能實現徑向膨脹，測量腔的體積變化測量更加真實，得到的測量數據更加準確；另外，彈性膜作為外膜，隨測量腔膨脹而膨脹，防止內膜受孔壁堅硬破碎巖石割破，相比已有單腔式旁壓儀探頭，該彈性膜的制作要求較低，因此降低了每次更換彈性膜的成本。

附圖說明

圖1是本發明一種高壓單腔式旁壓儀探頭的示意圖。