[发明专利]利用声发射传感器的地层插入型力学行为探测装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用声发射传感器的地层插入型力学行为探测装置及其制作方法，把安装了可靠性优秀的声发射(Acoustic Emission;AE)传感器的导波杆插入地层，监视地层的力学状态或行为，以便能够预测塌方可能性。

背景技术

作为气候变化而出现的局部性暴雨、超级台风、洪水等，频繁引起泥石流、滑坡及塌方等，因此，需要开发用于预防地质灾害的应对技术。

为预测或评估有塌方可能性的对象地区的稳定性，把岩层或地层内部的力学变化(行为)提取成适宜的信号后，对其进行解析。其中，为获取基于力学变化的信号，需要传感器，这种传感器最重要的是应极为近似地传递岩层或地层内的环境。用于预测地层结构物断裂的一般技术或方法，有利用地中位移计、地中倾斜计或利用GPS的位移测量法，利用压力计的地下水位变动测量法，利用载荷计的应力测量法等。

但是，达到地层或岩层塌方的变形量不仅非常小，而且找出变形量发生倾向或应力发生倾向的特异点并不容易，因此，利用基于位移计量或应力计量的方式，难以掌握前兆现象。声发射传感器作为用于解决这种前兆现象预测困难的装置，把物体到达断裂的初期阶段在物体内部发生的微小断裂声(声发射)用作信号。声发射是材料中积累的变形能量突然释放时发生的弹性波，一般在大规模断裂之前，声发射发生显示出急剧增加的倾向。

作为利用声发射计量地层或岩层内行为的装置，日本公开专利第1996-062337号介绍了一种把填充了声发射发生材料的导波器插入探孔的方式。但是，导波器相对于探孔内壁处于分离的状态，存在地层应力变化无法充分传递给导波器的缺点。

韩国公开专利第2009-0117402号提出一种把传递声发射的金属棒插入探孔，借助水泥直接固定的方法，但是，在灌浆过程中，由于水泥的筛析(sieving)，即，成份比随深度而变化，所以，发生材料的不均质性升高的可能性，不同深度的声发射发生状态也会因此变化，存在测量值的可靠性下降的隐患。

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明正是鉴于如上问题而研发的，其目的在于提供一种可靠性优秀的利用声发射传感器的地层插入型探测装置，能够探测地层或岩层结构物的力学行为，预测塌方可能性。

本发明的另一目的在于，在提高导波柱自身的声发射生成率的同时，在安装过程中，使随深度而筛析的可能性实现最小化。

(解决问题的手段)

为解决上述课题，本发明的利用声发射传感器的地层插入型力学行为探测装置包括：

导波杆(waveguide rod)，能插入探孔地向一侧方向延长；多个声发射传感器，安装于所述导波杆的不同位置；包裹层(wrapping layer)，配置于所述导波杆的周围，以便能包裹住所述导波杆；均质的声发射发生材料，填充于所述导波杆与所述包裹层之间的空间；以及灌浆层，形成于所述包裹层的外部，以便能固定所述导波杆。

作为本发明的一个实施例，所述导波杆可以由金属材质形成。

作为本发明的一个实施例，所述声发射传感器可以包括配置于所述导波杆的上端的第一声发射传感器及配置于所述导波杆的下端的第二声发射传感器。

作为本发明的一个实施例，所述包裹层可以由树脂管形成。

作为本发明的一个实施例，所述包裹层能堵塞所述导波杆下端部位地密闭，上端可以呈开放形态。

作为本发明的一个实施例，所述声发射发生材料可以由环氧树脂形成。

作为本发明的一个实施例，所述灌浆层可以由水泥形成。

本发明还提出一种利用声发射传感器的地层插入型力学行为探测装置，包括：导波杆(waveguide rod)，能插入探孔地向一侧方向延长；安装于所述导波杆的上端的第一声发射传感器及安装于所述导波杆的上端的第二声发射传感器；硬化的均质声发射发生材料，以包裹住所述导波杆的周围的方式配置；以及灌浆层，形成于所述导波杆的外部，以便能固定所述导波杆。

此时，所述声发射发生材料可以由环氧树脂形成，所述灌浆层可以由水泥形成。