[实用新型]一种钻孔内围岩三向变形测量装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及钻孔内围岩三向变形测量技术领域，具体来说是涉及一种钻孔内围岩三向变形测量装置，其主要功能是能够对钻孔内纵向以及钻孔截面的两个垂直径向进行三向变形监测，并结合时滞性岩爆发生前的变形特征对岩爆风险进行预测评估。 

背景技术

随着我国地下工程的不断进步和发展，水电、交通及采矿工程中有不断向深部发展，大多数重点大型工程项目具有埋深大、地应力高的特点，面临着岩爆的巨大威胁。岩爆的预测工作对工程而言不仅仅能够保护生命财产安全，还能保证工程的顺利开展。 

从工程实践来看，目前岩爆的预测研究大致集中在以下三个方面：（1）在室内试验的基础上建立的各类判据法预测岩爆，也是目前理论研究比较丰富的一个方面，例如陶振宇判据、岩爆冲击性指标、Russenes岩爆判据法等等。（2）基于经验和数学分析基础上的多指标综合判定方法，例如模糊数学以及智能方法在岩爆预测中的应用等。（3）基于地质和现场监测技术对岩爆进行的实时动态反馈预测方法。这类方法往往运用声发射、微震、电磁波等等先进手段对岩体进行监测预报。 

目前岩爆的预测还处在一种粗放式的研究中，预测的准确性还比较低。一方面，由于岩爆形成的机制复杂，相关因素多；另一方面，工程实际的地质条件千差万别，给确定标准化的岩爆预测手段带来了极大的干扰。岩爆的发生不仅取决于岩石本身的性质，还取决于所赋存的地质环境和工程环境。如何准确的预测岩爆，已经成为了一项刻不容缓的工作。 

众所周知，岩爆的发生具有明显的时间滞后性，即岩爆的发生往往是滞后于工程岩体的开挖时间。岩爆的滞后性为预测和防治工程灾害赢得了宝贵的时间，通过工程现场观察总结发现，发生岩爆的卸荷岩体往往会发育有丰富的裂隙，一方面由于岩爆的时滞性，裂隙有充分的时间扩展，另一方面卸荷岩体进行应力的自适应调整，当无法满足岩体的稳定性要求时就有可能以岩爆的方式来释放能量。我国学者提出的板状裂化模型就是对这种现象的简明概括。在室内试验中，通过对岩爆洞段的岩石进行峰前的单轴静态加载，发现岩样在时间的累计作用下，在轴向压力方向也产生了大量的裂纹，这与现场工程情况吻合。 

通过对现场情况的总结和对室内试验的分析发现，岩爆岩体在最大主应力方向的应变一般小于卸荷方向，体现在单轴静加载试验的岩样上，即环向应变一般要大于轴向应变。而在常规的单轴压缩试验中，岩样的轴向应变一般是大于其环向应变的。利用这个性质，我们设计了钻孔内围岩三向变形测量装置，该装置不仅能够抓住岩爆岩体的本质变形特点对岩爆进行预测，还能够对围岩的安全起到一定的预警作用。 

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种钻孔内围岩三向变形测量装置，结构简单，使用方便，能够准确测量钻孔内围岩的三向变形，并结合现场地质特征以及岩爆的变形孕育特征来预测岩爆的发生。该装置对工程岩体的适应性广泛，不受岩体种类的限制。 

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施：