一种回浆型串联式空心包体多点应变计及其测量方法技术

在本发明专利技术涉岩体数据测量领域中，提供一种回浆型串联式空心包体多点应变计及其测量方法，包括导向头、回浆管和应变计组；应变计组包括至少两个空心包体应变计，相邻的两个空心包体应变计串联连接形成直线结构，相邻的两个空心包体应变计的内腔向连通；回浆管安装在多个空心包体应变计连通的内腔中，导向投安装在应变计组顶部的空心包体应变计上，导向管与回浆管的入口端连通，本装置和方法能实现在一个钻孔内测量多个点位的应变，容错率较高，即便某个点的应变计出现故障，该钻孔内的其他测点仍然有效。然有效。然有效。

【技术实现步骤摘要】
一种回浆型串联式空心包体多点应变计及其测量方法


[0001]本专利技术涉岩体数据测量领域，尤其涉及一种回浆型串联式空心包体多点应变计及其测量方法。

技术介绍

[0002]地应力是引起各种地下工程变形和破坏的根本作用力，其大小和方向影响着围岩稳定性。地应力测量是确定工程岩体力学属性、实现地下工程开挖设计科学化以及预测围岩稳定性的必要前提。地应力测量中空心包体应变计法是国际岩石力学学会推荐的三维地应力测量方法，也是目前唯一一次性获取地下三向主应力大小、方向的地应力测量方法。
[0003]现有的空心包体应变计地应力测量法在一个钻孔内只能测量一个点位的应变，单孔单点的测量方法容错率较低，一旦出现故障，该钻孔内的测点即无效。此外，在应力波动大的区域单点测量的结果较为片面，且钻孔空间利用效率较低，也无法反映同一钻孔内应力随钻孔深度变化。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种回浆型串联式空心包体多点应变计及其测量方法，实现在单一钻孔内同时测量和监测多个点位地应力，具体包括：
[0005]一种回浆型串联式空心包体多点应变计，包括导向头、回浆管和应变计组；
[0006]所述应变计组包括至少两个空心包体应变计，相邻的两个所述空心包体应变计串联连接形成直线结构，相邻的两个所述空心包体应变计的内腔向连通；
[0007]所述回浆管安装在多个所述空心包体应变计连通的内腔中，所述导向投安装在所述应变计组顶部的空心包体应变计上，所述导向管与所述回浆管的入口端连通。
[0008]优选的，所述空心包体应变计：第一壳体、第二壳体、转接头和数据采集电路板；
[0009]所述第一壳体的内腔通过所述转接头与所述第二壳体的内腔连接，所述第一壳体和所述第二壳体同轴设置；
[0010]所述数据采集电路板安装在所述第二壳体的内腔内。
[0011]优选的，本回浆型串联式空心包体多点应变计还包括套筒；
[0012]相邻的两个所述空心包体应变计之间设置套筒，所述套筒的一端与其中一个空心包体应变计的第二壳体的底部螺纹连接，所述套筒的另一端与另一个空心包体应变计的第一壳体的顶部螺纹连接。
[0013]优选的，自所述导向头至所述应变计组底部方向，每个所述空心包体应变计内的数据采集电路板依次串联连接。
[0014]优选的，本回浆型串联式空心包体多点应变计还包括固定环，所述回浆管的入口端固定在所述固定环中，所述导向头通过所述固定环安装在所述应变计组的顶端；
[0015]所述固定环的内壁设置螺纹。
[0016]优选的，所述数据采集电路板上设置WiFi模块或蓝牙模块。
[0017]一种回浆型串联式空心包体多点应变计的测量方法，包括上述的回浆型串联式空心包体多点应变计；包括下述步骤：
[0018]在待测位置处的壁上钻一个直径为150mm的测量孔，所述测量孔的深度与所述回浆型串联式空心包体多点应变计的长度适配；
[0019]设置每一个数据采集电路板的采集模式和采集间隔；
[0020]将所述回浆型串联式空心包体多点应变计插入至所述测量孔内；向所述测量孔内进行注浆，直至所述回浆管中溢出水泥浆，停止注浆；
[0021]当水泥浆在所述测量孔中凝固后，每一个数据采集电路板都开始进行数据采集，其中，每一个空心包体应变计对应的测量位置为本空心包体应变计的测量点；
[0022]获取每一个所述测量点的岩石弹性模量和泊松比；
[0023]根据每一个所述数据采集电路板采集的数据和每一个所述测量点的岩石弹性模量和泊松比，得到每一个测量点处的岩体的应变大小和方向。
[0024]优选的，所述采集模式包括：续采集、间隔采集、定时采集和待机。
[0025]优选的，所述获取每一个所述测量点的岩石弹性模量和泊松比包括：
[0026]采集每一个所述测量点的岩芯样本；
[0027]对每一个所述岩芯样本分别进行围压率定试验，得到每一个岩芯样本的岩石弹性模量和泊松比。
[0028]优选的，所述水泥浆在所述测量孔中凝固的时间为48小时。
[0029]上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0030]本装置及其测量方法实现在一个钻孔内测量多个点位的应变，其使用方式的容错率较高，即便某个点的应变计出现故障，该钻孔内的其他测点仍然有效；特别是在应力波动大的区域多点测量的结果能够反映不同位置的应力变化，同时也能反映同一钻孔内应力随钻孔深度变化。因此，单一钻孔中一次测量可为地下工程施工与设计提供更多、更可靠的勘察和监测数据。
[0031]本装置采用了双温度补偿技术消除了长期监测中温度的影响；采集板路具有多种采集模式：连续采集、间隔采集、定时采集和待机，一次安装实现钻孔孔壁三维应变的短期、长期监测。采集板路配备了数据传输模块，实现数据入网，实时传输功能。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术提供的回浆型串联式空心包体多点应变计的剖视图；
[0034]图2为本专利技术提供的回浆型串联式空心包体多点应变计的结构示意图。
[0035]附图标记：
[0036]1、导向头；2、固定环；3、回浆管；4、空心包体应变计；41、第一壳体；42、第二壳体；43、转接头；44、数据采集电路板；45、套筒。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0039]需要说明的是，本专利技术中使用的“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0040]由于现有技术无法反映同一钻孔内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回浆型串联式空心包体多点应变计，其特征在于，包括导向头、回浆管和应变计组；所述应变计组包括至少两个空心包体应变计，相邻的两个所述空心包体应变计串联连接形成直线结构，相邻的两个所述空心包体应变计的内腔向连通；所述回浆管安装在多个所述空心包体应变计连通的内腔中，所述导向投安装在所述应变计组顶部的空心包体应变计上，所述导向管与所述回浆管的入口端连通。2.根据权利要求1所述的回浆型串联式空心包体多点应变计，其特征在于，所述空心包体应变计：第一壳体、第二壳体、转接头和数据采集电路板；所述第一壳体的内腔通过所述转接头与所述第二壳体的内腔连接，所述第一壳体和所述第二壳体同轴设置；所述数据采集电路板安装在所述第二壳体的内腔内。3.根据权利要求2所述的回浆型串联式空心包体多点应变计，其特征在于，还包括套筒；相邻的两个所述空心包体应变计之间设置套筒，所述套筒的一端与其中一个空心包体应变计的第二壳体的底部螺纹连接，所述套筒的另一端与另一个空心包体应变计的第一壳体的顶部螺纹连接。4.根据权利要求3所述的回浆型串联式空心包体多点应变计，其特征在于，自所述导向头至所述应变计组底部方向，每个所述空心包体应变计内的数据采集电路板依次串联连接。5.根据权利要求1所述的回浆型串联式空心包体多点应变计，其特征在于，还包括固定环，所述回浆管的入口端固定在所述固定环中，所述导向头通过所述固定环安装在所述应变计组的顶端；所述固定环的内壁设置螺纹。6.根据权利要求1所述的回浆型串联式空心包体多点应变计，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李远，金志豪，吴梓琪，王绪臣，涂才滔，党世勇，
申请(专利权)人：北京科技大学顺德创新学院，
类型：发明
国别省市：