[实用新型]一种岩体裂隙三维探测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，特别是一种岩体裂隙三维探测系统。

背景技术

随着我国基础设施建设的快速发展，公路铁路隧道、煤矿巷道、地铁、水电硐室等 修建越来越广泛，而上述工程多建设在岩体之中。岩体的结构面、缝隙、裂隙将工程岩体切 割，使得工程岩体整体性降低，工程稳定性也随之降低，对工程稳定及安全具有重要影响。 对岩体裂隙进行准确探测对于工程设计、施工、运营等具有重要意义。

如在隧道、巷道、水电硐室、边坡等支护设计中都需要掌握围岩的裂隙发育程度， 才能进行围岩分类和准确的设计；在很多数值计算软件中都需要设定围岩裂隙发育参数， 才能进行准确模拟。而目前对岩体裂隙参数的获取一般是通过已揭露的岩体进行素描来进 行，对于尚未揭露岩体尚未见定量准确的探测方法，同时对于裂隙的连通性也很难通过已 揭露岩体进行确定。总的来说，目前尚没有能够准确量测岩体裂隙的探测系统及方法能够 解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型公开了一种岩体裂隙三维探测系统，能够在准确、定量的探测岩土体 中的裂隙三维展布及连通性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种岩体裂隙三维探测系统，包括向裂隙岩体中注入可在裂隙中运移的感应介质 的介质注入管以及用于检测感应介质的裂隙传感器，所述的裂隙传感器包括一个中空杆， 沿着中空杆的轴向方向间隔布置有多个与中空管连通的间隔器，且每两个间隔器之间布置 一个固定在中空杆上的介质感应元件，每个介质感应元件均通过独立的通讯线与信息采集 器相连，实现裂隙空间信息的定位。所述的介质感应元件感应到在裂隙中运移的感应介质 后，即时将信号通过导线传送到信息采集器，上述每个介质感应元件的信号感应及传递均 是相互独立的，以实现裂隙空间信息的定位。

进一步的，所述的介质注入管为一个中空管体，探测时中空管体被安装在介质注 入孔的孔口，并在孔口安装封孔塞；其作用是向裂隙岩体中注入可在裂隙中运移的感应介 质。

进一步的，所述的中空杆是一种具有一定刚度和壁厚的中空杆体，中空杆体的内 部与每一个间隔器相连通，通过向中空杆体内充入高压气体或液体，实现间隔器侧向膨胀 或收缩，具体如下：

当间隔器内充入高压气（液）体时，间隔器侧向膨胀，并最终与探测孔的孔壁接触 并密贴，达到封隔的目的；当间隔器内气压降低时，解除封隔作用。

进一步的，所述的间隔器的间隔距离大大小与感应单元数量的多少成反比。间隔 器的间隔越小，感应单元数量越多，裂隙的探测精度和定位精度越高。

进一步的，探测时注入的感应介质，应当与介质感应元件匹配。

进一步的，所述的裂隙传感器位于探测孔中，所述的探测孔设置在注入孔的周围。

本实用新型的工作原理如下：

使用时，先在岩体中施工若干介质注入孔，而后在介质注入孔的周围施工与介质 注入孔平行的若干探测孔，将裂隙传感器安放入探测孔。间隔器膨胀后，每个裂隙传感器上 的介质感应元件被相互隔离，且分布在不同深度，由此形成了在裂隙岩体中的三维布控状 态；当通过介质注入孔注入的感应介质通过裂隙运移到若干介质感应单元时，便获取了裂 隙的三维空间信息，从而实现了裂隙的三维探测。

本实用新型达到的有益效果是：

在岩体中布置多个具有间隔器的裂隙传感器，可以可将介质感应元件分隔在一个 个相互独立的感应单元内，以此保证每个感应单元中的感应元件，能且只能感应到从与自 身所在感应单元联通的裂隙传导过来的感应介质，从而实现介质感应元件的三维空间布 控；当向岩体裂隙中注入感应介质后，有裂隙存在的位置率先感应到信息，基于此，可准确 获取岩体中裂隙的空间展布及联通情况。为岩体裂隙探测提供了定量、准确的新手段，可为 岩体工程设计、施工提供基础参数，保证工程安全稳定。同时，本实用新型专利中的裂隙传 感器等构件可大可小，可长可短，可根据现场需要任意调节其尺寸，使本实用新型具有广泛 的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本 实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。