[实用新型]一种水平有效地应力测试装置

说明书

本实用新型提供了一种水平有效地应力测试装置，包括灌浆装置、注浆管、钻孔密封件、钻孔形态及压力测量系统、支撑固定架、连接杆和计算机处理系统，钻孔形态及压力测量系统包括多光尺相位激光测距仪、电机、探测轴、三维电子罗盘、压力传感器和数据集成芯片，探测轴的一端与电机的动力输出轴连接、另一端安装有三维电子罗盘、多光尺相位激光测距仪、压力传感器和数据集成芯片，计算机处理系统通过数据线与数据集成芯片连接，钻孔垂直于水平面设置，注浆管将灌浆装置与钻孔连通，钻孔形态及压力测量系统通过连接杆固定在支撑固定架上，探测轴的轴线与钻孔的轴线重合，钻孔口通过钻孔密封件密封。

技术领域

本实用新型属于地应力测试领域，涉及一种水平有效地应力测试装置。

背景技术

地应力是存在于地层中的未受到工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。地应力状态对于地震预报、区域地壳稳定性评价、高地应力区岩爆以及煤和瓦斯突出的研究等有重要意义。根据测试方法的不同，地应力测试方法可分为构造法、变形法、电磁法、地震法以及放射性法。根据测量原理的不同，地应力测试方法又可分为应力恢复法、应力解除法、应变恢复法、应变解除法、水压致裂法、声发射法、X射线法以及重力法。在工程实践中应用较多的测试方法是水压致裂法、空心包体应力解除法及套孔应力解除法。但上述的地应力测试方法都有着不同的局限性，比如水压致裂法存在着主应力方向不准的不足，还有对恒定压力的判定存在困难。空心包体应力解除法及套孔应力解除法对地质条件及取芯岩石也具有一定的要求，还需要对钻取的钻孔进行进一步的加工，并在钻孔中粘贴应变片，套孔应力解除法还存在着小孔不同轴、套芯过程中套出需要完整岩芯等问题，不但操作复杂，而且上述问题容易导致测试成功率低及测试成本增加。因此亟需开发出操作更简单、与钻孔质量相关性较小，对岩体的参数要求相对更少的水平地应力测试装置及方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种地应力测试方法及测试装置，以有效简化地应力的测试操作、提高测试成功率和降低测试成本。

本实用新型提供的水平有效地应力测试装置，包括灌浆装置、注浆管、钻孔密封件、钻孔形态及压力测量系统、支撑固定架、连接杆和计算机处理系统，

钻孔形态及压力测量系统包括多光尺相位激光测距仪、电机、探测轴、三维电子罗盘、压力传感器和数据集成芯片，探测轴的一端与电机的动力输出轴连接，探测轴的另一端安装有三维电子罗盘、多光尺相位激光测距仪、压力传感器和数据集成芯片，多光尺相位激光测距仪和三维电子罗盘均水平安装于探测轴上，三维电子罗盘的中心位于探测轴的轴线上，三维电子罗盘、多光尺相位激光测距仪及压力传感器分别通过数据线与数据集成芯片连接；

计算机处理系统通过数据线与数据集成芯片连接，计算机处理系统用于接收和储存数据集成芯片传输的数据并构建钻孔径向截面形态；

支撑固定架上设有高度可调节的支撑脚，支撑固定架位于钻孔上方，钻孔垂直于水平面设置，注浆管的一端与钻孔外的灌浆装置连接、注浆管的另一端位于钻孔内，连接杆的一端固定于支撑固定架上、连接杆的另一端与钻孔形态及压力测量系统的电机连接，探测轴的轴线与钻孔的轴线重合，钻孔口通过钻孔密封件密封。

支撑固定架上设有钻孔密封件固定凸块和高度可调节的支撑脚，支撑固定架位于钻孔上方，钻孔垂直于水平面设置，注浆管的一端与钻孔外的灌浆装置连接、注浆管的另一端位于钻孔内，连接杆的一端固定于支撑固定架上、连接杆的另一端与钻孔形态及压力测量系统的电机连接，探测轴的轴线与钻孔的轴线重合，钻孔口通过钻孔密封件密封，钻孔密封件固定凸块压住钻孔密封件。

上述水平有效地应力测试装置的技术方案中，探测轴呈中空圆柱形，三维电子罗盘安装在探测轴内部。

上述水平有效地应力测试装置的技术方案中，连接杆由多段组成，各段之间通过螺纹连接，连接杆与支撑固定架通过螺纹连接。