[发明专利]一种地应力空心包体应变计安装杆

说明书

一种地应力空心包体应变计安装杆，包括同轴线自后到前依次连接的后刚性杆体、中柔性阻尼杆体、前刚性杆体、定向仪安装筒和短杆，短杆前侧沿轴向方向开设有一条应力计安装插槽，定向仪安装筒的外径大于前刚性杆体、中柔性阻尼杆体、后刚性杆体和短杆的外径，定向仪安装筒前端面开设有安装孔，安装孔内设有带LED照明灯的高清摄像头，前刚性杆体前侧部和后刚性杆体后侧部均设有一个导向机构。本发明针对现有的空心包体应变计安装杆进行了改进，大大增强了应变计安装杆应对软岩、大断面条件下，从容应对测试钻孔变形等复杂情况，保证安装的一次成功率，可以极大的节约成本。

技术领域

本发明属于地应力检测技术领域，具体涉及一种地应力空心包体应变计安装杆。

背景技术

在地下工程（矿业、土木、岩土和隧道工程等领域）设计中，地应力值大小和方向是一项重要参数。地应力测量内容包括地应力大小和方向，空心包体应力解除法是地应力测量的一种常规方法。测试过程中，需要通过专用安装杆将空心包体应力计推送进入130mm的测试钻孔并安装到36mm的测试小钻孔中，最终完成安装和定位的任务。

在复杂的地质条件下，特别是在软岩、大断面测试条件下，由于测试深度大，130mm测试钻孔可能会出现弯曲变形、缩颈、孔壁掉渣等意外情况，并且钻孔孔底情况无法窥视，造成空心包体应变计安装和定位的困难乃至失败。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、安装定位方便快捷、特别适用于软岩、大断面测试条件下钻孔变形等复杂情况进行操作的地应力空心包体应变计安装杆。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种地应力空心包体应变计安装杆，包括同轴线自后到前依次连接的后刚性杆体、中柔性阻尼杆体、前刚性杆体、定向仪安装筒和短杆，短杆前侧沿轴向方向开设有一条应力计安装插槽，定向仪安装筒的外径大于前刚性杆体、中柔性阻尼杆体、后刚性杆体和短杆的外径，定向仪安装筒前端面开设有安装孔，安装孔内设有带LED照明灯的高清摄像头，前刚性杆体前侧部和后刚性杆体后侧部均设有一个导向机构。

前后两个导向机构的结构相同，前侧的导向机构包括沿前刚性杆体圆周方向均匀间隔布置的三个弹性导轮组件，每个弹性滚轮组件包括轮架和导向轮，轮架的长度方向沿前刚性杆体的径向方向设置，轮架内端固定连接在前刚性杆体外圆，轮架左侧和右侧均开设有一个安装槽孔，导向轮的中心转动设有轮轴，轮轴两端固定设有与安装槽孔适配的滑块，滑块装配在安装槽孔内，滑块内侧与安装槽孔内侧之间设有弹性件，弹性件由弹性钢条多次往复折弯制成，每个安装槽孔的前侧和后侧均设有用于限定弹性件的限位板。

定向仪安装筒包括圆筒体、前安装板、后安装板和内隔板，前安装板和后安装板通过螺钉分别安装在圆筒体的前端和后端，内隔板设置在圆筒体内部，内隔板平行于前安装板和后安装板，内隔板的边缘和后安装板边缘上均开设有与安装孔前后对应的穿线槽，后安装板上开设有用于连接定向仪的穿线孔。

中柔性阻尼杆体为橡胶杆，前刚性杆体、中柔性阻尼杆体和短杆均采用钢管制成，橡胶杆前端插设在前刚性杆体后端口内并通过径向设置的前定位销连接为一体，橡胶杆后端插设在后刚性杆体前端口内并通过径向设置的后定位销连接为一体。

采用上述技术方案，在地应力测试过程中，首先要用钻机进行钻孔，取出岩芯，然后在钻孔底部再钻一个小孔，改小孔用来胶结空心包体应变计。再用本发明将空心包体应变计送入钻孔内并胶结到小孔内。本发明在现有安装杆的基础上进一步分别设置导向机构、中柔性阻尼杆体和高清摄像头来解决现有技术中存在的技术问题。

本发明具有以下技术效果：

（1）在安装杆伸进钻孔的过程中，导向机构采用滚动的导向轮，滑动摩擦转化为滚动摩擦，减小了摩擦力，在作业过程中更加省力。针对钻孔在钻成之后会有孔径形变（缩径）的情况，因此在导向轮的轮架上设置安装槽孔和滑块，并通过弹性件来调节导向轮的伸缩从而适应孔径的变化，由于钻孔的孔径变化幅度较小，所以导向轮的形变量无需很大。