[发明专利]岩芯内应力场测试仪及其使用方法

权利要求书

1.一种岩芯内应力场测试仪，其特征是，包括一根一端封闭的弹性软管，所述弹性软管的外表面上敷设有若干相连的、不同方向布置的光纤布拉格光栅，所述若干相连的光纤布拉格光栅通过光纤与弹性软管外部的光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器通过线路与数据处理装置相连；所述弹性软管另一端通过管路及法兰与液体输入装置相连。

2.如权利要求1所述的岩芯内应力场测试仪，其特征是，所述弹性软管管壁至少有三层，内层材料为聚四氟乙烯聚合物，中间层为钢丝网结构，外层为碳纤维层，所述三层与光纤布拉格光栅通过塑性成形一次成型。

3.如权利要求2所述的岩芯内应力场测试仪，其特征是，所述光纤布拉格光栅为光纤刻制后又涂覆上光纤外涂层材料保护，光纤布拉格光栅在弹性软管的碳纤维层，刻成各个方向分布。

4.如权利要求1所述的岩芯内应力场测试仪，其特征是，所述弹性软管与液体加压输入装置相连的管路上设有压力表。

5.如权利要求1所述的岩芯内应力场测试仪，其特征是，所述液体加压输入装置包括手动压力杆、油箱，第一单向阀、第二单向阀，液压缸，截止阀，手动压力杆一端铰接于管路的支撑块上，手动压力杆中部与液压缸的活塞杆外端铰接，液压缸的进、出油管路上分别设有方向相反的第一单向阀和第二单向阀，进、出油管路分别与油箱、与弹性软管相连的管路相连，出油管路通过法兰及管路与弹性软管相连，法兰与第一单向阀之间的出油管路上连接有与油箱相通的回油管路，回油管路上设有截止阀。

6.一种如权利要求1所述的岩芯内应力场测试仪的使用方法，其特征是，步骤如下：

1)在需要测试的岩体内的岩芯上钻孔；

2)将内部敷设有光纤布拉格光栅的弹性软管放入步骤1)中的钻孔中；

3)将弹性软管的接头通过法兰连接到液体加压输入装置的出油管路上，通过手动压力杆操作，经液压缸将油箱内液体抽出，压入弹性软管内，通过压力显示表实时显示，直至达到预定压强为止，使弹性软管膨胀充满整个钻孔，实现与岩壁充分耦合，可保证弹性软管管壁表面封装的光纤布拉格光栅与钻孔内壁充分接触；

4)通过光纤光栅解调器和数据处理装置分析所有光纤布拉格光栅得到的压力信息，结合所有光纤布拉格光栅在弹性软管上的分布，得出弹性软管上外表面各处受到岩体内应力后的形变和压力大小，在光纤布拉格光栅布满弹性软管表面后，就能够计算和模拟出岩芯内的应力场。