[发明专利]基于稳定回流量的围岩切向应力液压枕观测装置及方法

说明书

本发明提供一种基于稳定回流量的围岩切向应力液压枕观测装置及方法，所述应力观测装置包括液压枕应力计、压力转换器、高压油泵、压力检测装置，所述液压枕应力计用于安装在预先制作好的岩体岩缝内，所述液压枕应力计与高压油泵相连，所述液压枕应力计与所述高压油泵之间的高压管路上设有压力转换器；所述高压油泵用于对液压枕应力计进行预压，还用于向压力转换器施加压力，使压力转换器在压力作用下产生推动压力转换器中的压力活塞移动，通过所述压力检测装置测定在一定压力作用下压力转换器的稳定回流确定压力值，通过观测不同时期的压力值即可确定该岩体部位的围岩切向应力变化值。该围岩切向应力观测方法操作简单，且不受岩体参数的影响。

技术领域

本发明涉及岩石力学试验技术领域，具体是一种基于稳定回流量的围岩切向应力液压枕观测装置及方法。

背景技术

应力测试方法因测试基本原理不同以及不同需求，各有所长趋势。现实中，产生地应力的原因是十分复杂的，要弄清楚所有因素尚有困难。但就岩体工程建设本身而言，工程岩体中地应力的主要来源是岩体自重和各种地质构造运动，而实测地应力的工作具有直接、重要的意义。随着测试技术、测试理论及现代科技的进步，世界上地应力测定方法和技术已有上百种。根据不同的划分标准大致可分两大类，从测量内容上可分为绝对值测量和相对值测量，而依据绝对值测量基本原理又可分为直接测量法和间接测量法。

应力观测主要是测定不同时期岩体的应力状态，属于应力相对值测量。而传统的相对应力测量方法都属于应力间接测量方法，都要求岩体的弹性力学参数等参与计算。特别是洞室开挖过程中，岩体的弹性力学参数随开挖进度而有所变化，因此，观测的应力变化值误差随岩体的弹性力学参数取值误差有相当大的影响；岩体弹性力学参数取值不准确，从而导致应力观测值的不准确。

发明内容

本发明的内容是一种基于稳定回流量的围岩切向应力液压枕观测装置及方法，属于应力观测的一种直接测量法，解决的是围岩切向应力观测过程中不受岩体参数影响的关键技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于稳定回流量的围岩切向应力液压枕观测装置，包括液压枕应力计、压力转换器、高压油泵、压力检测装置，所述液压枕应力计用于安装在预先制作好的岩体岩缝内，所述液压枕应力计与高压油泵相连，所述液压枕应力计与所述高压油泵之间的高压管路上设有压力转换器；所述高压油泵用于对液压枕应力计进行预压，还用于向压力转换器施加压力，使压力转换器在压力作用下产生推动压力转换器中的压力活塞移动，通过所述压力检测装置测定在一定压力作用下压力转换器的稳定回流确定压力值。

进一步的，所述压力转换器包括箱体及设于箱体中的压力活塞、回流管、定位轴，定位轴竖直设于箱体的内部底壁上，回流管从箱体的内部底壁穿入后与定位轴平行设置，压力活塞滑动设于定位轴和回流管的上部；所述箱体位于压力活塞的上部空间设有与液压枕应力计连通的液压枕应力计连通管，所述箱体位于压力活塞的下部空间设有与高压油泵连通的压力转换器加压管，回流管通过高压油管与高压油泵连接。

进一步的，所述回流管为顶部密封内部中空的管状结构，其上部设有与内腔连通的通孔，压力活塞在沿着回流管、定位轴向上移动时会经过通孔。

进一步的，所述通孔孔径截面面积和与回流管截面面积相等。

进一步的，所述压力转换器还包括设于压力活塞的顶部与箱体的内壁顶部之间的弹簧。

进一步的，所述压力转换器还包括弹簧轴芯，弹簧轴芯的顶部与箱体的内壁顶部固定，弹簧套设在弹簧轴芯外围。

进一步的，所述加压管与高压油泵之间的高压管路上设置所述压力检测装置。

进一步的，所述压力检测装置为压力传感器或压力表，所述压力传感器与数据采集仪相连。