[实用新型]一种球形包体真三维原岩应力解除法测量装置

说明书

本实用新型公开了一种球形包体真三维原岩应力解除法测量装置，包括应变球、与应变球连接的推进器，所述应变球呈圆球状，应变球的外周壁设有若干应变片、若干出胶小孔，所述推进器包括活塞、壳体、排胶定向孔，壳体内设有空腔，活塞一端与空腔滑动配合，另一端与安装杆连接，所述排胶定向孔设置在壳体上，排胶定向孔将空腔与导胶通道连通，所述空腔内注有粘接剂。本实用新型采用刚性设计和应力片真三维布置，实现复杂应力环境下和岩体非均质性的真三维原岩应力测试，完善了真三维地应力测量技术，为原岩应力测量领域提供新的思路和大数据分析运算提供真实原岩应力场。

技术领域

本实用新型属于岩体力学中的原岩应力测量技术领域，运用于地下矿山、地下电站、坝体、隧道和大断面的地下工程的原岩应力测量工程，具体地说，涉及一种球形包体真三维原岩应力解除法测量装置。

背景技术

随着科学技术的进步和机械化设备的使用，地下工程建设、坝体、隧道和边坡开挖速度比以往明显增加，但在原岩应力测量方面的技术远远跟不上，原岩应力是引发地下工程和坝体破坏的本质作用力，且受测量条件和昂贵的测试费用，导致许多工程基本以铅垂应力和侧压系数换算而得。传统的空心包体三轴原岩应力测量装置采用的是圆柱形设计，以互为120度的夹角布置的3组应力花，共12个应力片组成，从设计上来看，难以达到真三维的测定，且从三维受力的情况分析来看，部分应变片受力的不垂直使得测定同方位的应力片出现拉伸和压缩现象，导致测量数据的准确性下降。水压致裂法受试验环境和时间影响，难以发挥其测量工作，同时受岩体的非均质性也难以达到真三维测量工作。

近年来，由于大数据中心和云计算平台的建立，真三维原岩应力场的测量数据对计算起着重大作用，但现有的测量方法和技术尚没有哪一种可实现真三维的测试。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种球形包体真三维原岩应力解除法测量装置，采用刚性设计和应力片真三维布置，实现复杂应力环境下和岩体非均质性的真三维原岩应力测试，完善了真三维地应力测量技术，为原岩应力测量领域提供新的思路和大数据分析运算提供真实原岩应力场。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种球形包体真三维原岩应力解除法测量装置，包括应变球、与应变球连接的推进器，所述应变球呈圆球状，应变球的外周壁设有若干应变片、若干出胶小孔，应变片通过数据线与接收器电连接，所述应变球通过球体连接杆与推进器连接，球体连接杆与应变球垂直连接，所述球体连接杆设有布线通道、轴向贯穿的导胶通道、将布线通道与外界连通的出线口，数据线从应变球内部穿过布线通道由出线口穿出，导胶通道与出胶小孔连接，所述推进器包括活塞、壳体、排胶定向孔，壳体内设有空腔，活塞一端与空腔滑动配合，另一端与安装杆连接，所述排胶定向孔设置在壳体上，排胶定向孔将空腔与导胶通道连通，所述空腔内注有粘接剂。

进一步地，所述应变球的直径为36mm，球体的直径为34mm，球体外表面涂覆有一层1mm厚的防腐防水层，所述推进器呈圆柱状或类圆柱状，其直径或圆周向外径小于等于36mm。

进一步地，所述球体为钛铝合金球体，所述防腐防水层为环氧树脂层。

进一步地，所述应变片为温度自补偿应变片，所述应变片为21片，其中，球体赤道平面设有7个，与球体连接杆沿360°均布；球体的南北纬60°平面各设置6个，各应变片之间互成60°；球体的南北极点各设置一个应变片。

进一步地，所述出胶小孔为两个，且对称布置在应变球垂线的两侧，所述粘接剂为环氧树脂。

进一步地，所述球体连接杆与推进器卡接，球体连接杆远离应变球的一端设有固定卡，推进器设有连接器，连接器与壳体靠近应变球的端头连接，连接器上设有与固定卡配合的连接销。