[实用新型]一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程测试技术，具体涉及一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置。

背景技术

随着人类对地下空间的开发与运用，地下工程已成为人类生存环境中不可或缺的组成部分。在地下工程的设计与施工过程中，原岩地应力水平直接决定着结构的支护设计、结构的断面形式、施工方法等，准确测量原岩地应力水平是确保结构安全稳定、进行支护设计优化的必要条件。

目前，空心包体钻孔应力解除法是测量地下工程原岩应力最常用的方法之一。采用该方法进行地应力测试时，将包体安全进入小孔并准确测量包体安装方位直接决定测试的精度与成败。当测试孔深较小时，推送杆的相对刚度较大，能够较好地控制包体的旋转方位，避免包体导向杆触碰大孔壁，确保其顺利进入小孔；同时，测试孔轴线近似一直线，钻孔造成的轴线弯曲引起的包体安装空间角度变化可以忽悠不计。但是，随着人类地下工程建造技术的提高，地下工程的埋深与断面尺寸均不断增加，埋深与断面尺寸的增加必然导致测试孔深度的增加。随着测试孔深的增加，推送杆的相对刚度减小，在推送过程中也会出现弯曲，安装人员无法辩明小孔位置时，易使包体导向杆顶住大孔底部，造成固定销折断、胶粘剂挤出，致使测试失败。同时，在深孔地应力测试中，钻孔弯曲、推杆弯曲、包体旋转均会造成包体空间方位与洞口间的差异，后续地应力计算过程中包体安装的空间方位不易确定，造成测试结果的不准确。因此，开发一种深孔应力解除地应力测试的包体推送与定位装置具有较高的工程运用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置。

一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，包括定位杆，定位杆的前端的顶部设置有顶部定位槽，定位杆的前端的两侧分别设置有水平定位槽，两个水平定位槽位于水平平面，定位杆的底部设置有包体线缆定位槽，定位杆从前端到后端依次设置有第一组定位支撑和第二组定位支撑，第一组定位支撑和第二组定位支撑均包括一个顶部定位支撑和至少两个底部定位支撑，第一组定位支撑的顶部定位支撑和第二组定位支撑的顶部定位支撑均位于同一垂直平面，定位杆的前端还设置有摄像头，定位杆上还水平设置有三维电子罗盘，定位杆的后端连接有若干个推送杆。

如上所述的第一组定位支撑和第二组定位支撑上的顶部定位支撑和底部定位支撑均防磁化不锈钢钢筋弯曲而成，弯曲部分均采用弧面过渡，第一组定位支撑和第二组定位支撑上的顶部定位支撑和底部定位支撑与定位杆的连接面均为与定位杆外壁轮廓适配的圆弧面。

如上所述的第一组定位支撑和第二组定位支撑上的底部定位支撑均为2个，底部定位支撑且与同组的顶部定位支撑呈120夹角。

如上所述的推送杆两端分别设置有推送杆公头和推送杆母头，推送杆公头设有推送杆定位卡槽及可滑动螺帽，推送杆母头内部设有与推送杆定位卡槽适配的推送杆定位卡销，推送杆母头的外部设有与可滑动螺帽匹配的外螺纹。

如上所述的推送杆公头为圆筒状，推送杆定位卡槽沿推送杆公头纵向方向设置在推送杆公头的外壁，推送杆定位卡销设置在推送杆母头的内壁。

如上所述的定位杆的后端设置有与推送杆母头的外螺纹适配的内螺纹槽孔，与定位杆的后端连接的推送杆的推送杆母头设置在内螺纹槽孔内，定位杆-推送杆定位螺钉依次穿过定位杆和推送杆母头进行定位。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、支撑采用不锈钢钢筋弯曲而成，弯曲部位均采用圆滑过渡，防止被碎石或岩体交界面卡住，提高支架在洞壁上的滑动性与通过性，提高包体推送效率。同时，两组支撑结构简单、易于加工、连接刚度大、稳定性好，有利于居中包体且可保证推送过程中包体旋转角的稳定，避免包体触碰孔壁而损坏并能提高进上孔效率。

2、推送杆同时采用卡槽与螺纹连接，具有较高的环向旋转刚度与轴向拉伸刚度，能够适应深孔测试条件，确保后续挤胶过程推力的稳定；同时，包体顶部定位槽-顶部定位支撑-罗盘坚向连接螺钉-一号抢着杆连接螺栓-推送杆卡销位于一条直线，在包体在推送过程中，保证了包体旋转方位的稳定。

3、通过自发光摄像头确定包体导向杆与小孔的相对位置，使包体顺利进入小孔中，能够避免因无法判别导向杆与小孔的相对位置，盲目推送使导向杆触碰大孔底胶体被挤出，导致测试失败。

4、采用三维电子罗盘来确定包体实际安装空间方位，改进了以往假定孔壁平直方法的不精确性，提高了深孔地应力测试时的精度。

附图说明