[发明专利]软岩孔壁形变电测仪及软岩形变测量方法

说明书

一种软岩孔壁形变电测仪及软岩形变测量方法，属于岩土测量设备领域。该软岩孔壁形变电测仪包括导向杆和数据采集仪，导向杆的两端分别设有固定装置和测量装置；固定装置包括沿导向杆周向布置的至少两个可伸缩的固定杆；测量装置包括沿导向杆周向布置的至少两个第一弹簧片，及与第一弹簧片一一对应的LVDT位移计，且每个第一弹簧片的一端与导向杆连接，LVDT位移计的两端分别与导向杆和对应的第一弹簧片连接，每个LVDT位移计均与数据采集仪电连接。该软岩孔壁形变测量仪能够在软岩软化变形而未出现局部塌孔的情况下准确的测量孔壁的变形量。本发明还提供了一种软岩形变测量方法。

技术领域

本发明涉及岩土测量设备领域，具体而言，涉及一种软岩孔壁形变电测仪及软岩形变测量方法。

背景技术

地下工程施工过程中经常会遇到软岩岩体，由于软岩具有强度低、变形大、遇水软化严重以及流变效应显著等特点，软岩环境下的地下工程施工容易遭遇时效大变形甚至塌方等工程问题，极易对地下工程的稳定性造成重大威胁，为了提高地下工程施工的安全性，避免产生安全隐患，必须准确掌握围岩工程的力学特征，因此开展软岩环境下地下工程围岩变形的准确监测对于确保地下工程的稳定性具有重要意义。

目前工程上较为可靠的方法是采用岩土测量设备对工程围岩开展现场监测，尤其是使用岩土变形检测设备对围岩进行变形监测，然后在此基础上对围岩工程力学特征进行反演分析。但是岩石变形测量设备大都不能很好的对软岩形变量进行准确的测量，这是由于软岩具有变形大、遇水软化严重的特点，软岩遇水软化后易在岩体表面形成一定厚度的膨胀松软层，该膨胀松软层的强度和变形模量都非常低，现有软岩形变测量设备在测量时很容易嵌入到该膨胀松软层，无法对软岩深孔孔壁的变形量进行准确测量；同时，由于地应力及支护措施等因素的影响，软岩中深孔孔壁并不一定都是沿孔径出现轴对称变形，而现有软岩形变测量设备仅仅是测量某一径向上孔壁的相对变形，也无法实现不同径向孔壁变形的独立测量，难以满足使用的需要。

因此，需要一种能够准确测量软岩钻孔孔壁的不同深度和径向形变的测量设备及测量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软岩孔壁形变电测仪，其能够在软岩软化变形而未出现局部塌孔的情况下，准确测量不同深度和径向的孔壁的变形量。

本发明的另一目的在于提供一种软岩形变测量方法，该方法能够简单、快速的测量软岩钻孔孔壁的变形量。

本发明的实施例是这样实现的：

一种软岩孔壁形变电测仪，其包括导向杆和数据采集仪，导向杆的两端分别设有固定装置和测量装置；其中，固定装置包括沿导向杆周向布置的至少两个可伸缩的固定杆；测量装置包括沿导向杆周向布置的至少两个第一弹簧片，及与第一弹簧片一一对应的LVDT位移计，每个第一弹簧片的一端与导向杆连接，每个LVDT位移计的两端分别与导向杆和对应的第一弹簧片连接，每个LVDT位移计均与数据采集仪电连接。

在本发明较佳的实施例中，第一弹簧片的形状为弧形，且每个第一弹簧片凹陷的一侧朝向导向杆，每个LVDT位移计的两端分别与导向杆和对应的第一弹簧片凹陷的一侧连接。

在本发明较佳的实施例中，测量装置还包括第一套筒，第一套筒套设于导向杆上并可沿导向杆移动，每个第一弹簧片的一端均与第一套筒连接。

在本发明较佳的实施例中，固定装置包括第二套筒，第二套筒套设于导向杆上并可沿导向杆的轴向移动，每个固定杆均与第二套筒连接。

在本发明较佳的实施例中，导向杆的中部还设有至少一个定位装置，每个定位装置包括沿导向杆周向布置的至少两个第二弹簧片，每个第二弹簧片的一端与导向杆连接。

在本发明较佳的实施例中，定位装置还包括第三套筒，第三套筒套设于导向杆上并可沿导向杆的轴向移动，每个第二弹簧片的一端均与对应的第三套筒连接。