一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，包括导向头、安装柱、定向仪和应变片，安装柱内部开设有前端敞口的圆柱孔，圆柱孔内充填有胶结剂，导向头后端部伸入到圆柱孔的前端口内，导向头后端外圆设有与圆柱孔内壁滑动密封配合的密封环，导向头后端外圆与安装柱之间设有定位结构，导向头内部设有后端开口的胶结剂挤出通道，胶结剂挤出通道内部设有弹性单向阀；安装柱外圆周设有应变片和用于固定应变片的定位套，定向仪同轴线安装在安装柱的后侧内部，定向仪后端连接有同时与应变片连接的电缆线。本发明专利技术解决在测量岩体初始应力时胶结剂提前外流的难题，保证测量过程的有序进行以及测量结果的准确。
【技术实现步骤摘要】
一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计
本专利技术属于地应力测量
，具体涉及一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计。
技术介绍
利用孔壁应变法测量岩体初始应力时，通常利用空心包体应变计来测量应力解除前后的应变，从而根据应变来推算岩体应力。在缓慢推送空心包体应变计进入岩孔的过程中，由于空心包体内倒入的胶结剂流动性较大，很容易造成在前端没有压力的情况下就提前外流，使得测量结果不准确，严重时还可能造成测量的失败。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可提高测量结果准确度的防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，包括导向头、安装柱、定向仪和应变片，安装柱内部开设有前端敞口的圆柱孔，圆柱孔内充填有胶结剂，导向头后端部伸入到圆柱孔的前端口内，导向头后端外圆设有与圆柱孔内壁滑动密封配合的密封环，导向头后端外圆与安装柱之间设有定位结构，导向头内部设有后端开口的胶结剂挤出通道，胶结剂挤出通道内部设有弹性单向阀，导向头上开设有与胶结剂挤出通道连通的胶结剂流出孔；安装柱外圆周设有应变片和用于固定应变片的定位套，定向仪同轴线安装在安装柱的后侧内部，定向仪后端连接有同时与应变片连接的电缆线。胶结剂挤出通道为同轴线开设在导向头内部的盲孔，导向头在盲孔的孔口处开设有台阶槽，台阶槽直径大于盲孔的直径，导向头台阶槽内设有弹簧，导向头后端面在台阶槽的槽口处固定设有限位环，限位环内侧设有挡片，弹簧后端通过挡片与限位环顶压配合。导向头自前向后依次为前圆锥体段，中圆柱体段和后圆柱体段，前圆锥体段为前尖后粗的圆锥体结构，中圆柱体段的外径等于前圆锥体段的后端部最大直径，中圆柱体段外径大于后圆柱体段外径，中圆柱体段的外圆设有前密封圈。安装柱的后部外圆设有后密封圈。安装柱中部沿圆周方向开设有环形槽，环形槽内设有数字温度传感器，电缆线与数字温度传感器连接。定位结构包括两个定位销，安装柱前端部沿径向开设有两个中心对称的插孔，导向头后端外圆中心对称开设有两个定位槽，两个定位槽分别与两个插孔一一对应连通，定位销对应插接在插孔和定位槽内将导向头与安装柱临时连接为一体。定向仪通过径向设置的销钉与安装柱连接。采用上述技术方案，本专利技术在利用孔壁应变法测量岩体初始应力时，先将所需岩孔打好并对岩孔进行清理，再按比例调好胶结剂并在安装柱的圆柱孔内倒入适量的胶结剂，然后将导向头后端插入到圆柱孔的前端口内，定位槽与插孔对应，插入定位销使安装柱与导向头连接为一体。然后将安装杆前端与安装柱后端连接，缓慢将空心包体应变计送入岩孔中，空心包体应变计在孔内运动的过程中，由于弹簧的弹力作用，挡片堵住胶结剂挤出通道的后端口，从而阻止胶结剂的外溢，当导向头前端到达岩孔底部与岩体接触时，在安装杆向前推进的外部压力作用下，导向头与安装柱之间的定位销受到剪切力，两个定位销被截断，导向头的后圆柱段在圆柱腔内挤压胶结剂，胶结剂的压强迅速增加，胶结剂对挡片的压力大于弹簧的弹力，挡片脱离限位环，胶结剂突破挡片流入到台阶槽内，接着进入胶结剂挤出通道，最后通过胶结剂流出孔向外流出，直到导向头后端与圆柱腔底部接触后，胶结剂被全部挤出，胶结剂在后圆柱段与岩孔的孔壁之间，胶结剂凝固后应变计实现与外部岩体的固化，最后根据应变片即可测得应力解除前后的应变，根据应变来推算出岩体应力。前密封圈和后密封圈起到限定胶结剂向前或向后流动，使胶结剂在前密封圈和后密封圈之间凝固与岩体固化为一体。数字温度传感器用于监测岩孔内部的温度变化。定位套采用环氧树脂制成，定位销采用铝丝，容易被切断。综上所述，本专利技术利用弹簧单向阀在导向头无压的情况下为圆柱腔内的胶结剂提供一定弹性压力防止其外溢造成测量的不准确，在进入到岩孔底部后利用输送应变计的动力将弹簧单向阀打开，确保胶结剂在应变计输送到位后胶结剂被挤出圆柱腔与岩体固化为一体，从而解决在测量岩体初始应力时胶结剂提前外流的难题，保证测量过程的有序进行以及测量结果的准确。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中A处的放大图。具体实施方式如图1和图2所示，本专利技术的一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，包括导向头1、安装柱2、定向仪3和应变片4，安装柱2内部开设有前端敞口的圆柱孔5，圆柱孔5内充填有胶结剂，导向头1后端部伸入到圆柱孔5的前端口内，导向头1后端外圆设有与圆柱孔5内壁滑动密封配合的密封环6，导向头1后端外圆与安装柱2之间设有定位结构，导向头1内部设有后端开口的胶结剂挤出通道，胶结剂挤出通道内部设有弹性单向阀，导向头1上开设有与胶结剂挤出通道连通的胶结剂流出孔7；安装柱2外圆周设有应变片4和用于固定应变片4的定位套8，定向仪3同轴线安装在安装柱2的后侧内部，定向仪3后端连接有同时与应变片4连接的电缆线9。胶结剂挤出通道为同轴线开设在导向头1内部的盲孔10，导向头1在盲孔10的孔口处开设有台阶槽11，台阶槽11直径大于盲孔10的直径，导向头1台阶槽11内设有弹簧12，导向头1后端面在台阶槽11的槽口处固定设有限位环13，限位环13内侧设有挡片14，弹簧12后端通过挡片14与限位环13顶压配合。导向头1自前向后依次为前圆锥体段，中圆柱体段和后圆柱体段，前圆锥体段为前尖后粗的圆锥体结构，中圆柱体段的外径等于前圆锥体段的后端部最大直径，中圆柱体段外径大于后圆柱体段外径，中圆柱体段的外圆设有前密封圈15。安装柱2的后部外圆设有后密封圈16。安装柱2中部沿圆周方向开设有环形槽17，环形槽17内设有数字温度传感器18，电缆线9与数字温度传感器18连接。定位结构包括两个定位销19，安装柱2前端部沿径向开设有两个中心对称的插孔，导向头1后端外圆中心对称开设有两个定位槽，两个定位槽分别与两个插孔一一对应连通，定位销19对应插接在插孔和定位槽内将导向头1与安装柱2临时连接为一体。定向仪3通过径向设置的销钉20与安装柱2连接。本专利技术在利用孔壁应变法测量岩体初始应力时，先将所需岩孔打好并对岩孔进行清理，再按比例调好胶结剂并在安装柱2的圆柱孔5内倒入适量的胶结剂，然后将导向头1后端插入到圆柱孔5的前端口内，定位槽与插孔对应，插入定位销19使安装柱2与导向头1连接为一体。然后将安装杆前端与安装柱2后端连接，缓慢将空心包体应变计送入岩孔中，空心包体应变计在孔内运动的过程中，由于弹簧12的弹力作用，挡片14堵住胶结剂挤出通道的后端口，从而阻止胶结剂的外溢，当导向头1前端到达岩孔底部与岩体接触时，在安装杆向前推进的外部压力作用下，导向头1与安装柱2之间的定位销19受到剪切力，两个定位销19被截断，导向头1的后圆柱段在圆柱腔内挤压胶结剂，胶结剂的压强迅速增加，胶结剂对挡片14的压力大于弹簧12的弹力，挡片14脱离限位环13，胶结剂突破挡片14流入到台阶槽11内，接着进入胶结剂挤出通道，最后通过胶结剂流出孔7向外流出，直到导向头1后端与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，其特征在于：包括导向头、安装柱、定向仪和应变片，安装柱内部开设有前端敞口的圆柱孔，圆柱孔内充填有胶结剂，导向头后端部伸入到圆柱孔的前端口内，导向头后端外圆设有与圆柱孔内壁滑动密封配合的密封环，导向头后端外圆与安装柱之间设有定位结构，导向头内部设有后端开口的胶结剂挤出通道，胶结剂挤出通道内部设有弹性单向阀，导向头上开设有与胶结剂挤出通道连通的胶结剂流出孔；安装柱外圆周设有应变片和用于固定应变片的定位套，定向仪同轴线安装在安装柱的后侧内部，定向仪后端连接有同时与应变片连接的电缆线。/n
【技术特征摘要】
1.一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，其特征在于：包括导向头、安装柱、定向仪和应变片，安装柱内部开设有前端敞口的圆柱孔，圆柱孔内充填有胶结剂，导向头后端部伸入到圆柱孔的前端口内，导向头后端外圆设有与圆柱孔内壁滑动密封配合的密封环，导向头后端外圆与安装柱之间设有定位结构，导向头内部设有后端开口的胶结剂挤出通道，胶结剂挤出通道内部设有弹性单向阀，导向头上开设有与胶结剂挤出通道连通的胶结剂流出孔；安装柱外圆周设有应变片和用于固定应变片的定位套，定向仪同轴线安装在安装柱的后侧内部，定向仪后端连接有同时与应变片连接的电缆线。
2.根据权利要求1所述的一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，其特征在于：胶结剂挤出通道为同轴线开设在导向头内部的盲孔，导向头在盲孔的孔口处开设有台阶槽，台阶槽直径大于盲孔的直径，导向头台阶槽内设有弹簧，导向头后端面在台阶槽的槽口处固定设有限位环，限位环内侧设有挡片，弹簧后端通过挡片与限位环顶压配合。
3.根据权利要求1所述的一种防止胶结剂无压外溢的空心包体应变计，其特征在于：导向头...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋常胜，袁纪锋，胡博，袁春玉，石婕，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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