基于超深钻孔的高地应力测试装置制造方法及图纸

本技术公开了一种基于超深钻孔的高地应力测试装置。它包括加压设备、柔性高强度输压管、压力计、柔性高强度测压管、中空钢管、活塞、测微计和孔口固定装置；孔口固定装置位于钻孔的上端；柔性高强度测压管位于钻孔内；柔性高强度测压管的上端固定在孔口固定装置上，且向上伸出孔口固定装置、与柔性高强度输压管连接；柔性高强度测压管的下端设置活塞；测微计安装在活塞内；柔性高强度输压管与加压设备连接；压力计位于柔性高强度输压管上、且与柔性高强度测压管衔接；中空钢管套设在柔性高强度测压管外周；活塞侧方设置柔性贴合板。本技术具有能在深埋地下洞室或隧道开挖施工之前对地应力进行测量及判定的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于超深钻孔的高地应力测试装置。

技术介绍

1、蓄存在岩体内部未受到扰动的应力称之为地应力，地应力可以分为两类，原地应力和诱发应力，而原地应力主要来自五个方面：岩体自重、地质构造活动、万有引力、封闭应力和外部荷载。地应力具有多来源性且受到多种因素的影响，因此地壳岩体地应力分布复杂多变。社会发展的需求直接催生了大量地应力测试和估算方法，而这些方法的发展又进一步促进了人类社会的基础设施建设、资源和能源开发。随着人类对能源和矿产、水电等资源需求量的增加和开采强度的不断加大，国内外开采都相继进入深部资源开发状态，而深部开发中遇到的“三高”问题(高地应力、高地温、高水压)将成为深埋隧洞(道)或大型地下洞室岩体力学研究中的焦点和难点问题。准确确定深部开发空间区域的原地应力状态是解决以上难题的必要途径之一，这就需要进行地应力测试方法和技术的研究。

2、实践表明，在高应力区，地表、地下工程施工期间所进行的岩体开挖工作，往往能在岩体内引起一系列与卸荷回弹和应力释放相联系的变形和破坏现象，其结果是不仅会恶化地基或边坡岩体的工程地质条件，而且作用的本身有时也会对建筑物造成直接的危害。

3、深埋隧洞(道)或大型地下洞室的围岩岩体中多分布有高地应力，易产生岩爆等不利工况，对地下洞室围岩稳定性不利，而当前对地应力测试的较为准确和有效的手段多为在洞室开挖形成一定的工作面以后再在该工作面进行测试完成，该方式具有一定的滞后性及局限性。故前期对深部高地应力的判定就显得极为重要。

4、因此，开发一种能在深埋地下洞室或隧道开挖施工之前通过利用前期超深勘探钻孔对地应力进行测量及判定的测试装置很有必要。

技术实现思路

1、本技术的目的是为了提供一种基于超深钻孔的高地应力测试装置，用于在深埋隧洞(道)或大型地下洞室开挖施工之前对围岩高地应力进行测量及判定，在超深勘探钻孔钻探取芯以取得地层信息的同时在超深勘探钻孔内进行测试以取得深部层位的地应力信息，从而对是否存在高地应力进行初步判定，经济实惠、快速高效；克服了现有深埋隧洞(道)或大型地下洞室的围岩多伴有高地应力分布，在洞室开挖形成一定的工作面以后再在该工作面进行测试完成，该方式具有一定的滞后性及局限性的问题。

2、为了实现上述目的，本技术的技术方案为：基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：包括加压设备、柔性高强度输压管、压力计、柔性高强度测压管、中空钢管、活塞、测微计和孔口固定装置；

3、孔口固定装置位于钻孔的上端；

4、柔性高强度测压管位于钻孔内；柔性高强度测压管的上端固定在孔口固定装置上，且向上伸出孔口固定装置、与柔性高强度输压管连接；柔性高强度测压管的下端设置活塞；测微计安装在活塞内；

5、柔性高强度输压管与加压设备连接；

6、压力计位于柔性高强度输压管上、且与柔性高强度测压管衔接；

7、中空钢管套设在柔性高强度测压管外周；

8、活塞侧方设置柔性贴合板。

9、在上述技术方案中，中空钢管的下端位于钻孔孔底；

10、活塞连接在中空钢管的下端。

11、在上述技术方案中，中空钢管包括多段中空钢管段，多段中空钢管段纵向连接。

12、在上述技术方案中，活塞呈一字型或十字形结构。

13、本技术具有哪些优点：

14、本技术能在深埋地下洞室或隧道(或深埋基岩，深埋基岩的深度大于(2～2.5)hq，其中，hq表示荷载等效高度)开挖施工之前对地应力进行测量及判定，可以作为前期测定地应力大小并初判是否存在高地应力的有效手段，且经济实惠、快速高效；本技术中的加压设备可提供液态高压；本技术中的柔性高强度输压管上的压力计安装于柔性高强度测压管上，可以直接测量输送的高压压力大小；本技术中的内置柔性高强度测压管可输送液态高压至孔底活塞，外套中空钢管可分成多段相互衔接下放至孔底同时起保护内置柔性高强度测压管及衔接固定下部活塞的作用，活塞内部承受高强度液态压力、侧向为受压可侧向移动的柔性贴合板，对钻孔孔壁施加压力，测微计安装于活塞内、用于协同测量孔壁受压后的压缩变形量，属微变形，孔口固定装置用于保障试验中空钢管、柔性高强度测压管及活塞等设备的下放及固定。

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【技术保护点】

1.基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：包括加压设备(1)、柔性高强度输压管(2)、压力计(3)、柔性高强度测压管(4)、中空钢管(5)、活塞(6)、测微计(7)和孔口固定装置(9)；

2.根据权利要求1所述的基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：中空钢管(5)的下端位于钻孔(8)孔底；

3.根据权利要求1或2所述的基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：中空钢管(5)包括多段中空钢管段，多段中空钢管段纵向连接。

4.根据权利要求3所述的基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：活塞(6)呈一字型或十字形结构。

【技术特征摘要】

1.基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：包括加压设备(1)、柔性高强度输压管(2)、压力计(3)、柔性高强度测压管(4)、中空钢管(5)、活塞(6)、测微计(7)和孔口固定装置(9)；

2.根据权利要求1所述的基于超深钻孔的高地应力测试装置，其特征在于：中空钢管(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李双喜，郭柱，鄢双红，张志坚，易路，侯钦礼，杨波，邹中天，方浩，卞鹏寅，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：新型
国别省市：