[发明专利]双轴应力仪及应力检测系统

说明书

本发明涉及安全监测领域，具体涉及一种双轴应力仪及应力检测系统。双轴应力仪包括：安装杆，所述安装杆中部设有凹陷结构，所述凹陷结构与所述安装杆轴线垂直的横截面为矩形，所述安装杆尾部为柱体，所述柱体内至少包含一条具有沿其轴向贯通所述柱体的通道；还包括第一应力片和第二应力片，所述第一应力片和所述第二应力片分别可拆卸地设置在所述凹陷结构处两个正交的侧面上，并通过所述通道将所述第一应力片和所述第二应力片的信号输出线引向所述安装杆外，所述第一应力片和所述第二应力片用于检测两个正交方向的应力。本发明的双轴应力仪及应力检测系统，结构简单、安装方便。

技术领域

本发明涉及安全监测领域，具体涉及一种双轴应力仪及应力检测系统，适用于矿井、尾矿库(坝)、尾砂固结处置体、土质边坡、矿山排土场、山体滑坡易发地段等场所的监测。

背景技术

对于矿井、尾矿库(坝)、尾砂固结处置体、土质边坡、矿山排土场、山体滑坡易发地段等场所的稳定性监测，十分重要。其中，获取上述这些场所的应力值是一个非常关键的监测数据。

中国专利申请CN104296804A公开了一种充填体破坏失稳前兆信息监测及预警方法，其中，获取应力值是这样实现的：根据钻孔应力计的尺寸，垂直采场充填体暴露面实施钻孔，钻孔直径应比钻孔应力计尺寸稍大2～3mm，以便预留安装钻孔应力计空间；钻孔深度在3～5m以上，以便测量到充填体内部信息，施工完钻孔后需及时安装，以防塌孔；安装时，采用特制的安装导杆以确保钻孔应力计压力枕的受力面与充填体受力方向保持一致，钻孔应力计安装到位后，将安装导杆退出；然后，通过液压油泵给压力枕施加初始压力，直到压力枕与充填体完整接触，应力表显示的应力达到恒定值时，停止加压；等待应力状态完全稳定后(五分钟后)，记录此时数显应力仪的应力值并计为初始应力值σ0，以后通过数显应力仪分别测量充填体的应力值σt，并与前一次记录的应力值对比，得到充填体前后测量时间间隔的应力改变量，用来掌握充填体受力变化情况。

从上述专利申请的技术方案可以看出，应力计的安装十分复杂，并且从其说明书和附图的内容来看，其只能获取单轴应力值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的双轴应力仪及应力检测系统，结构简单、安装方便。

第一方面，本发明提供了一种双轴应力仪，包括：

安装杆，所述安装杆中部设有凹陷结构，所述凹陷结构与所述安装杆轴线垂直的横截面为矩形，所述安装杆尾部为柱体，所述柱体内至少包含一条具有沿其轴向贯通所述柱体的通道；

还包括第一应力片和第二应力片，所述第一应力片和所述第二应力片分别可拆卸地设置在所述凹陷结构处两个正交的侧面上，并通过所述通道将所述第一应力片和所述第二应力片的信号输出线引向所述安装杆外，所述第一应力片和所述第二应力片用于检测两个正交方向的应力。

本发明的双轴应力仪可以使应力片沿着通道所限定的轨迹，被钉入诸如岩石、煤层、沙土等的深部，以获取矿井、尾矿库(坝)、尾砂固结处置体、土质边坡、矿山排土场、山体滑坡易发地段等场所的两个轴向应力值，可以深入岩石、煤层、沙土深部，对矿井、尾矿库(坝)、尾砂固结处置体、土质边坡、矿山排土场、山体滑坡易发地段等场所进行检测，结构简单、安装方便，只需要安装一根双轴应力仪即可得到上述场所内两个方向的应力值，减少了施工工人的工作量。

优选地，所述安装杆顶部为锥形。

优选地，所述安装杆尾部为圆柱、方柱、椭圆柱或三角柱。

优选地，所述安装杆采用一体成型工艺制程。

第二方面，本发明提供了一种应力检测系统，包括：多个权利要求1-4中任一项所述的双轴应力仪，信号处理装置；每个所述双轴应力仪的轴线方向形成一定夹角，所述双轴应力仪的信号输出线与所述信号处理装置连接，所述信号处理装置用于根据所述双轴应力仪输出的数据以及所述双轴应力仪之间的夹角，通过立体投影法得到三个方向的应力数据。