[发明专利]一种基于钻孔内土层应力应变测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种基于钻孔内土层应力应变测试装置及测试方法，土层应力应变测试装置包括弹性皮囊、应力片、密封盖、压缩弹簧及体积测量仪，所述弹性皮囊为一端开口的筒状结构，所述应力片为环形结构，所述应力片的上下两端分别与弹性皮囊的开口端和密封盖密封固定连接，所述弹性皮囊、应力片及密封盖围成的封闭区域内充满了液体介质，所述压缩弹簧设置在应力片内，用于支撑应力片，压缩弹簧的两端分别抵靠在弹性皮囊和密封盖上，所述体积测量仪安装在密封盖上，用于监测密封区域内的体积变化。该土层应力应变测试装置结构简单，能够同时监测钻孔后岩土的回弹应力和应变，测量结果精确，实施成本低，适于大范围推广。

技术领域

本发明涉及土层应力应变测试技术领域，尤其是一种基于钻孔内土层应力应变测试装置及测试方法。

背景技术

土是工程建设的基石，工程中许多问题都是由于土层复杂的力学性能造成的，其中，土的应力及应变变化在工程运用中是十分重要的。目前的土层应力应变测试装置普遍存在结构复杂，实施成本高，只能测试对土层的压缩应力和压缩应变等技术问题，而无法测试钻孔后岩土的回弹应力和应变，严重阻碍了土层应力应变的常态监测，监测效率低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种基于钻孔内土层应力应变测试装置及测试方法，该土层应力应变测试装置结构简单，能够同时监测钻孔内土层回弹应力应变值的变化情况，测量结果精确，实施成本低，适于大范围推广。

一种基于钻孔内土层回弹应力应变测试装置，包括弹性皮囊、应力片、密封盖、压缩弹簧及体积测量仪，所述弹性皮囊为一端开口的筒状结构，所述应力片为环形结构，所述应力片的上下两端分别与弹性皮囊的开口端和密封盖密封固定连接，所述弹性皮囊、应力片及密封盖围成的封闭区域内充满了液体介质，所述压缩弹簧设置在应力片内，用于支撑应力片，压缩弹簧的两端分别抵靠在弹性皮囊和密封盖上，所述体积测量仪安装在密封盖上，用于监测密封区域内的体积变化。

作为上述技术方案的优选，所述液体介质采用液压油。

作为上述技术方案的优选，所述弹性皮囊、应力片及密封盖同轴设置。

一种采用上述应力应变测试装置的应力应变测试方法，具体测试步骤如下：

步骤一，选择测试位置，根据不同地质类型，测试人员根据需要选择产生应力应变的地点进行测试预警；

步骤二，钻孔，利用钻探设备钻取一个规则的圆柱形孔洞，圆柱形孔洞的直径与测试装置的直径相匹配；

步骤三，组装测试设备，将弹性皮囊、应力片、压缩弹簧、密封盖及体积测量仪依次装配好，压缩弹簧对应力片进行支撑，通过密封盖预留的注射孔往弹性皮囊、应力片及密封盖围成的封闭区域内注射液压油，使液压油充满封闭区域，弹性皮囊贴紧孔的内壁，将应力片与外部数据采集仪连通，同时记录好体积测量仪和数据采集仪的初始值；

步骤四，观察记录测试数据，通过对体积测量仪数据进行换算获取土层应变值，通过外部数据采集仪的数据获取土层应力变化值。

作为上述技术方案的优选，在步骤二中，钻取的用于安装测试设备的圆柱形孔洞垂直于测试土层。

本发明的有益效果在于：

1、结构简单，操作方便，实施成本低，适于大范围推广。

2、能够同时监测钻孔内土层应力应变值的变化情况，测量结构精确，同时适于用在易发生地质灾害的监测场地，能随时随地监测土层的回弹应力和应变，及时进行灾害预警。

附图说明

图1为本发明中应力应变测试装置的结构示意图。

附图标记如下：1-弹性皮囊、2-应力片、3-密封盖、4-压缩弹簧、5-体积测量仪、6-液体介质。

具体实施方式