[实用新型]三维应力采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质灾害监测技术，尤其是涉及一种三维应力采集器。

背景技术

危岩崩塌是一种全球性泛生型山地灾害，存在部位具有隐蔽性，失稳破坏具有突发性，致灾后果具有灾难性，是山地城市和矿山居民集中活动区域及公路交通生命线建设及营运中普遍存在的突发性重大地质安全隐患。我国三分之二以上的国土面积为山区，是世界上受到危岩崩塌灾害最严重的国家之一。据统计，近十年来我国山地城市、矿山及公路沿线发生崩塌灾害5000余次，其中灾难性崩塌1000余次，占20%左右，死亡人数1600多人、直径经济损失400多亿元。如2007年11月，宜万铁路岩石崩塌事故造成31名遇难者；2004年06月19日，位于湖南张家界武陵源核心景区外的紫霞观景点发生一起岩石崩塌灾害事件，20多名在此游览的游客有3人死亡3人受伤；2007年11月20日发生在湖北省巴东县国道318线K1405高阳寨隧道边坡的灾难性崩塌事件，一辆车牌号为鄂Q20684的大客车被突发性崩塌体瞬间掩埋，车内31人全部遇难；2006年7月8日山西太原市襄汾溃坝和娄烦尖山铁矿崩滑灾害事件，死亡314人。2005年01月01日上午，南充市小佛乡九里半村四社突然发生岩石崩塌事故，刹那间，250立方米的大石头以排山倒海之势滚滚而下，把山下一座两层楼的民房砸得稀烂，一位80多岁的老人被砸成重伤。更令人担心的是，山体随时还有崩塌的可能，860多立方米的巨石已经裂开，直接威胁到山下10多户村民的人身和财产安全。

目前，国内外在钻孔应力监测技术方面取得了显著进展，发明专利“钻孔应力传感器及其钻孔应力传感方法”（ZL200910103038.0）能够有效测试钻孔内不同深度岩土介质的应力变化过程。本实用新型在此基础上进行了改进。

发明内容

本实用新型提出了一种三维应力采集器，它由纵向开口的薄壁金属筒、多个粘帖于薄壁金属筒外壁的压力传感器、填充于薄壁金属筒内的膨胀混凝土填芯、防水压膜及信号传输线构成；在所述的薄壁金属筒的外表面沿轴向等距离布设压力传感器，沿径向等角度布设压力传感器。

所述的沿径向等角度布设的压力传感器的个数为3个；薄壁金属筒的长度为地表到主控面结构深度的2倍。

本实用新型的有益技术效果是：能有效测试钻孔内不同深度岩土介质的应力变化过程，为后续工程治理、安全监控及报警提供了重要依据。

附图说明

图1为三维应力采集器外部结构图；

图2为图1的A-B截面图。

图中，薄壁金属筒1、压力传感器2、膨胀混凝土填芯3、防水压膜4、信号传输线5，L为薄壁金属筒1的长度、d为薄壁金属筒1的直径、L₀为两个压力传感器2的中心距。

具体实施方式

三维应力采集器由五部分组成，即纵向开口的薄壁金属筒1、压力传感器2、膨胀混凝土填芯3、防水压膜4和信号传输线5。

参见附图1，若干个压力传感器2粘帖于薄壁金属筒1的外壁，薄壁金属筒1的外表面沿轴向（纵向）等距离布设压力传感器2。参见图2，在同一截面上（径向）压力传感器2等角度布设，在同一截面上压力传感器2的个数选择3个比较适宜，便于测量薄壁金属筒1一周的压力。压力传感器2表面有防水膜。

薄壁金属筒1内填充膨胀混凝土填芯3、薄壁金属筒1与膨胀混凝土填芯3之间有防水压膜4，在薄壁金属筒1上粘帖压力传感器2处钻有小孔，与压力传感器2连接的信号传输线5穿过小孔帖于薄壁金属筒1内壁，沿薄壁金属筒1内壁轴向延伸到薄壁金属筒1顶部（一般在地表外）。薄壁金属筒1内的膨胀混凝土填芯3，一般采用C15～C25等级的水泥混凝土。

薄壁金属筒1的长度为地表到危岩主控面结构深度的2倍。

压力传感器2为大量程高精度传感器（最大量程为800MPa，最小分辨为±10kPa）。

在采集岩石的应变信息时，在岩石的主控结构面附近打孔，安装三维应力传感器，即可采集岩石主控结构面的三维应力。