【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路隧道建设领域，特别涉及一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置和方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
2、在铁路隧道设计及施工过程中，需要利用跨孔声波方法测量隧址区的地应力状态及评价岩体的完整性，以便为后续工作提供相应数据资料。
3、跨孔声波测量就是将径向换能器置于预先钻好的钻孔中，各个钻孔中的径向换能器依次发射声波，剩余的其他钻孔中的径向换能器接受声波，以测量声波发射钻孔和声波接受钻孔之间岩体性质和应力状态。在测试过程中，需要在钻孔中预先注入清水作为声波的传播介质，但在水平跨孔声波测试时，由于钻孔水平且围岩带有裂隙，向钻孔中注入清水，清水将会沿裂隙及钻孔孔口流出而无法测量。并且现有的跨孔声波测量对清水的消耗较大，对于取水困难的地区利用现有方法测量较为困难。所以针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量是一个亟需解决的问题。
4、此外现有的跨孔声波测量是人工用手拽牵引电缆来提示径向换能器，这种方式容易造成径向换能器的提升速度不均一，速度忽快忽慢，且在提升过程中径向换能器易与孔壁发生碰撞而影响声波检测仪的数据采集质量。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置和方法，测量过程中所需清水可消耗少，测量不受钻孔长度、钻孔大小、钻孔方向、钻孔周围岩石裂隙的影响等，即可实现对隧道的跨孔声波测量，适用于各种复杂情况特别是裂隙岩体水平跨孔
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一个方面提供了一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置。
4、一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，包括：设置在钻孔内的尼龙囊套、设置在钻孔外的支撑结构和声波检测仪；
5、所述尼龙囊套内设有径向换能器，所述径向换能器通过牵引线缆依次连接放置在支撑结构上的提升长度计数器和声波检测仪；
6、在测量前，径向换能器放置于钻孔底部，向尼龙囊套内注水，以使尼龙囊套与钻孔壁紧贴，在支撑结构与声波检测仪之间的牵引线缆上设置牵引结构；
7、在测量时，通过牵引结构带动牵引线缆，以使径向换能器在尼龙囊套内匀速移动，通过声波监测仪分析提升长度计数器记录的不同时刻径向换能器所处的位置和径向换能器接收的声波信息。其中，支撑结构可以采用三脚架。
8、进一步地，所述尼龙囊套连接卡口，所述卡口设置在钻孔孔口处，通过卡口向尼龙囊套注水。
9、更进一步地，所述卡口一端设有卡口螺纹和尼龙囊套橡胶圈，所述尼龙囊套通过卡口螺纹和尼龙囊套橡胶圈套装在卡口上。
10、更进一步地，所述卡口另一端设有塑料板，所述塑料板上设有注水孔，所述注水孔孔口处设有注水孔密封橡胶圈，所述注水孔密封橡胶圈连接注水孔孔塞。
11、更进一步地，所述塑料板上还设有牵引电缆孔，所述牵引电缆孔的孔口处设有牵引电缆孔橡胶圈。
12、更进一步地，在卡口的内部，所述牵引电缆孔的两侧均设有减压装置。
13、更进一步地，所述减压装置包括铰链、阀板和弹簧，所述阀板的一端通过铰链与卡口内壁连接，所述阀板的另一端通过弹簧与卡口内壁连接，以使所述阀板处于倾斜状态。
14、进一步地，在所述卡口远离尼龙囊套的一侧设有孔口滑轮，所述孔口滑轮设置在钻孔孔口处，用于改变牵引力的方向。
15、更进一步地，所述牵引结构包括套设在牵引电缆上的电缆环扣和连接电缆环扣的重力块。其中，所述重力块可以是砝码。
16、本专利技术第二个方面提供了一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的方法。
17、一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的方法，采用第一个方面所述的一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，包括，
18、预先在掌子面或边墙区域打好相应深度的钻孔；
19、将内置径向换能器的尼龙囊套置于钻孔中，并将牵引电缆一端穿过卡口上的牵引电缆孔，连接卡口和尼龙囊套，牵引电缆另一端连接声波检测仪；
20、在钻孔孔口处布置孔口滑轮，在钻孔外布置支撑结构，并将牵引电缆绕过孔口滑轮过后连接提升长度计数器，并将提升长度计数器放置在支撑结构上；
21、向尼龙囊套被注水，使尼龙囊套与钻孔壁紧贴；
22、在支撑结构与声波检测仪之间的牵引线缆上设置牵引结构，进行检测。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术通过膨胀性强的尼龙囊套储水，卡口橡胶圈密封，解决了裂隙岩体水平孔跨孔声波测量需要清水，而含裂隙岩体的钻孔无法存留清水的难题。因水量消耗较少且清水可回收重复使用，可应用在不易取水的地方，亦适用于不同钻孔长度、钻孔大小、钻孔方向的场景，且不受钻孔周围岩石裂隙的影响，使用条件不受限制，具有广泛的适用性。
25、本专利技术通过砝码的重力与摩擦力平衡，实现匀速提升径向换能器，只需一人就可以同时完成收放线和深度记录工作，大大提高工作效率，减少操作人员的数量，保证检测的准确度。
26、本专利技术无需复杂的技能培训也能快速掌握操作要点，操作简单，且构造简单轻便、制作成本低，适合重复使用、不易损坏，节约资金，方便携带。
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1.一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，包括：设置在钻孔内的尼龙囊套、设置在钻孔外的支撑结构和声波检测仪；
2.根据权利要求1所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述尼龙囊套连接卡口，所述卡口设置在钻孔孔口处，通过卡口向尼龙囊套注水。
3.根据权利要求2所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述卡口一端设有卡口螺纹和尼龙囊套橡胶圈，所述尼龙囊套通过卡口螺纹和尼龙囊套橡胶圈套装在卡口上。
4.根据权利要求3所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述卡口另一端设有塑料板，所述塑料板上设有注水孔，所述注水孔孔口处设有注水孔密封橡胶圈，所述注水孔密封橡胶圈连接注水孔孔塞。
5.根据权利要求3所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述塑料板上还设有牵引电缆孔，所述牵引电缆孔的孔口处设有牵引电缆孔橡胶圈。
6.根据权利要求3所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，在卡口的内部，所述牵引电缆孔的两侧均设有减压装置。
8.根据权利要求1所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，在所述卡口远离尼龙囊套的一侧设有孔口滑轮，所述孔口滑轮设置在钻孔孔口处，用于改变牵引力的方向。
9.根据权利要求1-8任一项所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述牵引结构包括套设在牵引电缆上的电缆环扣和连接电缆环扣的重力块。
10.一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，包括，
...【技术特征摘要】
1.一种针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，包括：设置在钻孔内的尼龙囊套、设置在钻孔外的支撑结构和声波检测仪；
2.根据权利要求1所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述尼龙囊套连接卡口，所述卡口设置在钻孔孔口处，通过卡口向尼龙囊套注水。
3.根据权利要求2所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述卡口一端设有卡口螺纹和尼龙囊套橡胶圈，所述尼龙囊套通过卡口螺纹和尼龙囊套橡胶圈套装在卡口上。
4.根据权利要求3所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述卡口另一端设有塑料板，所述塑料板上设有注水孔，所述注水孔孔口处设有注水孔密封橡胶圈，所述注水孔密封橡胶圈连接注水孔孔塞。
5.根据权利要求3所述的针对裂隙岩体水平孔跨孔声波测量的装置，其特征在于，所述塑料板上还设有牵引电缆孔，所述牵引电缆孔的孔口处设有牵引电缆孔橡胶圈。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：石少帅，肖喜，赵瑞杰，杨士杰，郭伟东，石先策，丁钺洋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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