一种应力解除岩芯的原位围压率定试验装置及方法制造方法及图纸

技术编号:42497244 阅读:19 留言:0更新日期:2024-08-22 14:08
本发明专利技术公开了一种应力解除岩芯的原位围压率定试验装置及方法,属于地应力测量及岩体原位力学测试研究领域。利用粘结剂在钻孔中安装三轴地应力计,利用取芯钻头钻出内含三轴地应力计的岩芯后不回撤取出,将岩芯存于取芯套管中,并保留在岩体原位;利用封隔器对钻孔孔底进行封堵,向封隔器封隔的封堵空间部分注入高压水,使高压水包围岩芯,利用应变仪采集三轴地应力计的应变数据并配合高压水的压力数据,计算岩芯的弹性模量与泊松比,完成原位围压率定试验。本方法步骤简单,能够实现围压率定试验的原位测试,无需将岩芯取出并运送到实验室即可直接进行试验,既能够有效提高测试精度,又大大节省了试验的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地应力测量及岩体原位力学测试研究领域,具体涉及一种应力解除岩芯的原位围压率定试验装置及方法


技术介绍

1、地应力是指存在于岩体中未受工程扰动的自然应力,也称岩体原始应力、初始应力、绝对应力或原岩应力。地应力数据是矿井最基础的地质资料之一,对井下工程设计和施工具有重要参考价值。随着采矿规模的不断扩大和向深部发展,地应力对矿井地下空间的影响逐渐凸显。迄今为止,对原岩应力还无法进行较完善的理论计算,要了解一个范围的地应力状态,唯一的方法就是进行地应力测量。地应力测量就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态。

2、应力解除法是目前应用最广泛的地应力测量方法,世界范围内80%以上的地应力资料是通过该方法获得的。应力解除法,又称套芯法,其基本原理是当一块岩石从受力作用的岩体中取出后,由于其岩石的弹性会发生膨胀变形,测量出应力解除后的此块岩芯的三维膨胀变形,并通过弹模率定确定其弹性模量,由线性虎克定律即可计算出应力解除前岩体中应力的大小和方向。

3、在使用应力解除法进行地应力测试时,通常在应力解除后取出带有三轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应力解除岩芯的原位围压率定试验装置,其特征在于:包括通过导线(13)相互连接的三轴地应力计(10)和应变仪(14),还包括端部通过变径接头(11)连接有取芯套管(7)、取芯钻头(8)的钻杆(12),钻杆(12)上套设有通过加压能够膨胀封堵钻孔的封隔器(4),封隔器(4)通过加压管(2)连接有设置在钻孔外侧的加压泵(1),钻杆(12)内轴向设有允许导线(13)和水流通过的供水通道(5)。

2.根据权利要求1所述的应力解除岩芯的原位围压率定试验装置,其特征在于:封隔器(4)为套筒结构的弹性水囊,包括前后两个套设在钻杆(12)上的金属圆环管头(15),前后两个金属圆环管头(...

【技术特征摘要】

1.一种应力解除岩芯的原位围压率定试验装置,其特征在于:包括通过导线(13)相互连接的三轴地应力计(10)和应变仪(14),还包括端部通过变径接头(11)连接有取芯套管(7)、取芯钻头(8)的钻杆(12),钻杆(12)上套设有通过加压能够膨胀封堵钻孔的封隔器(4),封隔器(4)通过加压管(2)连接有设置在钻孔外侧的加压泵(1),钻杆(12)内轴向设有允许导线(13)和水流通过的供水通道(5)。

2.根据权利要求1所述的应力解除岩芯的原位围压率定试验装置,其特征在于:封隔器(4)为套筒结构的弹性水囊,包括前后两个套设在钻杆(12)上的金属圆环管头(15),前后两个金属圆环管头(15)之间围绕钻杆(12)内外分别设有可膨胀腔体内壁(17)和可膨胀腔体外壁(16),其中可膨胀腔体内壁(17)和可膨胀腔体外壁(16)与金属圆环管头(15)之间设有密封圈(18);封隔器(4)的外径小于钻孔直径,内径与钻杆(12)的直径匹配,当封隔器(4)膨胀后能够将钻杆(12)外的整个钻孔封堵住。

3.一种应力解除岩芯的原位围压率定实验方法,其特征在于,当三轴地应力计(10)安装完毕达到应力解除条件后,通过取芯套管(7)、取芯钻头(8)在三轴地应力计(10)所在岩体...

【专利技术属性】
技术研发人员:张源周嘉乐吴栋荆亚楠周长冰
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:

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