[实用新型]一种地应力测量探头以及地应力测量系统

说明书

本实用新型提供的一种地应力测量探头以及地应力测量系统，涉及岩体的地应力测量技术领域，包括探头本体、压力传感单元和数据传输单元；所述探头本体具有内腔，所述压力传感单元和所述数据传输单元设置在所述探头本体的内腔中；所述数据传输单元与所述压力传感单元电连接，用于将所述压力传感单元与预设的终端通讯连接；所述压力传感单元包括至少一个FBG光学传感器，所述FBG光学传感器包括FBG应变传感器。在上述技术方案中，所述地应力测量探头在进行地应力测量的时候，采用的是FBG光学传感器，而FBG光学传感器具有体积小、反应灵敏的优点，可以大大的提高测量精度，减少测量误差。

技术领域

本实用新型涉及岩体的地应力测量技术领域，尤其是涉及一种地应力测量探头以及地应力测量系统。

背景技术

地应力是赋存于岩体中的一种应力，它不仅是地质环境与地壳稳定性评价的主要因素，也是地质工程设计和施工的重要资料之一。

目前工程上应用最广泛的应力测量方法是水压致裂法和套孔应力解除法，由于水压致裂法存在必须事先假定地应力张量的一个主方向与钻孔轴向一致的局限，因此，套孔应力解除法因其可靠性和稳定性被认为是获得空间三维应力的理想测试方法。

目前，工程中套孔解除法使用最多的是36-2型钻孔变形计，其传感器为钢FBG光学传感器，套孔应力解除过程中将应力释放产生的钻孔变形转化为钢环的变形。

但是，这种36-2型钻孔变形计在进行地应测量的时候误差较大，已经不能够满足现有的工作需求，所以，如何提高地应力测量的精准度已经成为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地应力测量探头以及地应力测量系统，以解决现有技术中存在的地应力测量中误差较大的技术问题。

经过对现有技术中的地应力测量过程进行研究，发现现有的地应力测量探头一般都采用压电式传感器进行地应力的测量，而这种压电式传感器体积较大，所以导致每个环式钢片是只能贴2～4个压电式传感器，组成的应变测量单体只能测出一组数据。

在对测量的数据处理时，四个钢片测出四组不同方向上的应变数据，任取三组带入三元一次方程组，算出四组钻孔截平面上的二维地应力(最大、最小主应力值和方向)，最后取平均处理，得到该测量孔段最佳的平面主应力。

上述过程相当于一次测量只能测出四组值，仅仅能够满足统计平均计算的基本要求，因此这种小数量样本的统计会使测量误差较大。

并且，这种压电传感器受温度影响也很大，当地应力测量探头在岩体内被大钻头套芯钻进的过程中，钻头会高速摩擦地应力测量探头周围的岩芯，进而导致局部温度上升，通过钻探用水喷在地应力测量探头尾部来冷却，其效果也是较差的，而遇有温度异常导致的应变数据变化不能识别，所以会带来测量误差。

基于上述压电式传感器所带来的技术问题，本申请提供了如下的技术方案予以解决。

本实用新型提供的一种地应力测量探头，包括探头本体、压力传感单元和数据传输单元；

所述探头本体具有内腔，所述压力传感单元和所述数据传输单元设置在所述探头本体的内腔中；

所述数据传输单元与所述压力传感单元电连接，用于将所述压力传感单元与预设的终端通讯连接；

其中，所述压力传感单元包括至少一个FBG光学传感器，所述FBG光学传感器包括FBG应变传感器。

在上述技术方案中，所述地应力测量探头在进行地应力测量的时候，采用的是FBG光学传感器，而FBG光学传感器具有体积小、反应灵敏以及耗能少的优点，并且其精度为压电式传感器的1000倍左右，可以大大的提高测量精度，减少测量误差。