[發(fā)明專利]一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011104384.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112254662B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建國(guó);王新義;李培濤;楊戰(zhàn)標(biāo);朱元廣;郭建偉;趙萬(wàn)里;王少飛;王文杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)平煤神馬能源化工集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所;平頂山天安煤業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16;G01K13/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量裝置，包括光纖傳感單元，光纖傳感單元包括光纖圓柱體，光纖圓柱體一端端面開(kāi)設(shè)有圓柱形的傳感器放置孔，光纖圓柱體另一端設(shè)置有連接螺紋，傳感器放置孔從外至內(nèi)依次設(shè)置有第一固定塊和第二固定塊，第一固定塊和第二固定塊相對(duì)的側(cè)面上分別設(shè)置有第一圓弧槽和第二圓弧槽，第一圓弧槽和第二圓弧槽之間設(shè)置有環(huán)形的光纖應(yīng)變計(jì)，光纖應(yīng)變計(jì)兩對(duì)側(cè)分別與光纖連接，壓頭伸入到傳感器放置孔中與第一固定塊相抵。本發(fā)明測(cè)量精度高、密封性好、可實(shí)現(xiàn)不同鉆孔大小的適用性，而彈簧和滾輪不僅能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向定位，還能避免鉆孔內(nèi)巖屑、碎渣、巖壁破損等導(dǎo)致的卡輪和阻塞，進(jìn)而無(wú)法推進(jìn)定位問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量裝置，還涉及一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)地下工程快速發(fā)展，深部復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境高已成為制約深部地下工程發(fā)展的重要因素，而深部破碎巖體受力與變形精確測(cè)量是揭示深部復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下破碎巖體力學(xué)特性的關(guān)鍵技術(shù)。目前，針對(duì)深部巖體測(cè)量主要以水力壓裂和應(yīng)力解除法為主，這些方法主要適用于完整巖體，在深部破碎巖體適用性較弱，且無(wú)法獲得三維測(cè)試結(jié)果，使得測(cè)試結(jié)果不能真實(shí)反應(yīng)深部巖體三維力學(xué)特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供了一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量裝置，還提供一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量方法?？蓪?shí)現(xiàn)三維應(yīng)變測(cè)量和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該裝置具有靈敏度高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，且在使用過(guò)程中安裝靈活，易拆卸，可伸縮調(diào)節(jié)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量裝置，包括光纖傳感單元，光纖傳感單元包括光纖圓柱體，光纖圓柱體一端端面開(kāi)設(shè)有圓柱形的傳感器放置孔，光纖圓柱體另一端設(shè)置有連接螺紋，傳感器放置孔從外至內(nèi)依次設(shè)置有第一固定塊和第二固定塊，第一固定塊和第二固定塊相對(duì)的側(cè)面上分別設(shè)置有第一圓弧槽和第二圓弧槽，第一圓弧槽和第二圓弧槽之間設(shè)置有環(huán)形的光纖應(yīng)變計(jì)，光纖應(yīng)變計(jì)兩對(duì)側(cè)分別與光纖連接，壓頭伸入到傳感器放置孔中與第一固定塊相抵。

如上所述的壓頭包括傳力柱和外部接觸柱，傳力柱一端與外部接觸柱連接，傳力柱另一端伸入到傳感器放置孔中與第一固定塊相抵。

如上所述的傳力柱與第一固定塊相抵的一端的外周設(shè)置有壓頭卡環(huán)，傳感器放置孔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有密封環(huán)槽、第一環(huán)槽和第二環(huán)槽，第一固定塊外周設(shè)置有第一卡環(huán)，壓頭卡環(huán)的外側(cè)環(huán)面上設(shè)置有密封圓環(huán)，密封圓環(huán)、壓頭卡環(huán)和第一卡環(huán)均卡設(shè)在第一環(huán)槽內(nèi)，第二固定塊外周設(shè)置有第二卡環(huán)，第二卡環(huán)設(shè)置在第二環(huán)槽內(nèi)，密封套環(huán)內(nèi)環(huán)套設(shè)在傳力柱上，密封套環(huán)外環(huán)卡設(shè)在密封環(huán)槽內(nèi)。

如上所述的第一圓弧槽與環(huán)形的光纖應(yīng)變計(jì)之間設(shè)置有第一圓弧墊片，第二圓弧槽與環(huán)形的光纖應(yīng)變計(jì)之間設(shè)置有第二圓弧墊片，所述的第二圓弧槽設(shè)置有溫度傳感器。

一種適用于深部破碎巖體的三維應(yīng)變測(cè)量裝置，還包括圓柱狀的光纖連接件，光纖連接件的外周均勻設(shè)置有三個(gè)光纖傳感單元，各個(gè)光纖傳感單元的軸線與光纖連接件的軸線呈設(shè)定角度。

如上所述的光纖連接件的兩端均通過(guò)連接桿與定位器連接，定位器包括定位連接塊和均勻設(shè)置在定位連接塊外周的彈性滾輪部。

如上所述的彈性滾輪部包括螺紋桿、第一彈簧底盤、彈簧、第二彈簧底盤、第一滾輪定位片、第二滾輪定位片、橫桿和滾輪，

螺紋桿一端與定位連接塊外周的螺紋孔連接，另一端與第一彈簧底盤一側(cè)連接，彈簧兩端分別與第一彈簧底盤另一側(cè)和第二彈簧底盤一側(cè)連接，第一滾輪定位片和第二滾輪定位片均設(shè)置在第二彈簧底盤另一側(cè)，橫桿兩端分別與第一滾輪定位片和第二滾輪定位片連接，滾輪套設(shè)在橫桿上。

如上所述的連接桿為多根，連接桿兩端設(shè)置有螺紋，相鄰的連接桿之間通過(guò)螺紋套筒連接，連接桿與設(shè)置在定位連接塊上的定位連接塊接口連接。