[发明专利]一种完全温度补偿的地应力测量方法和装置

说明书

本发明是一种岩石力学测量技术，特别涉及地应力的测量方法及装置。

准确的地应力资料对于采矿、石油、水利水电、土木建筑、铁道交通、地下结构、核废料储存和其他重要岩土工程的设计和施工是必不可少的，应力解除法是目前普遍采用的一种地应力测量方法，南非科学和工业研究委员会研制的三轴孔壁应变计(OSIR Cell)、澳大利亚联邦科学和工业研究组织研制的三轴空心包体应变计(CSIROCell)和澳大利亚新南威尔士大学研制的三轴实心包体应变计(UNSW Cell)是目前世界上采用最广泛、最具代表性的三种地应力测量仪器。它们都采用应力解除的原理，使用电阻应变片作为传感元件测量应力解除过程中的应变值，然后由应变值根据有关公式推算出岩体中的应力值。

用电阻应变片测量应变是基于这样的物理现象，即应变和电阻变化有定量关系，这就是： ΔR R = K · ΔL L = Kϵ - - - - ( 1 ) ]]>

其中ε＝△L/L为电阻应变片相对长度变化值，即应变值；R为应变片初始电阻值，△R为电阻变化值；K为应变片系数，一般等于2左右。只要测出电阻变化值，即可求出应变值，而电阻变化又可以由惠斯顿电桥转变成电压变化测出。图1为惠斯顿电桥原理图。 Vout = R 1 R 3 - R 2 R 4 ( R 1 + R 2 ) ( R 3 + R 4 ) Vin - - - - ( 2 ) ]]>

式中R₁，R₂，R₃，R₄为四个桥臂的电阻值；Vin和Vout分别为电桥输入电压值和输出电压值。