[发明专利]一种监测充填条带稳定性的系统和方法

摘要

本发明公开了一种监测充填条带稳定性的系统和方法，包括埋入式应变计和压力盒；在充填条带内预埋一排埋入式应变计和一排压力盒，埋入式应变计和压力盒平行设置且分别通过支架钢丝固定；埋入式应变计和压力盒的端部连接电缆，数据通过长电缆传输到地面的应变信号实时采集系统；所述地面应变信号实时采集系统由多通道振弦信号采集仪和计算机组成；振弦信号采集仪有多个信号通道用来接收应变信号；数据通过电缆线端插头插入振弦信号采集仪。本发明采用介入式测量手段，反映出充填条带内部应力应变、塑性区发展情况及残余应力的大小；采用振弦式应变计和压力盒，安装方便、绝缘防爆性能好、抗干扰能力强、远距离传输不失真，适宜在井下恶劣环境中长期监测。

主权项

1.一种监测充填条带稳定性的系统，其特征在于：包括埋入式应变计和压力盒；在充填条带内预埋一排埋入式应变计和一排压力盒，埋入式应变计和压力盒平行设置；埋入式应变计和压力盒分别通过支架钢丝固定；在地面配备地面应变信号实时采集系统，埋入式应变计和压力盒的端部连接电缆，数据通过长电缆传输到地面的应变信号实时采集系统；所述埋入式应变计内置温度传感器，对外界温度影响产生的变化进行温度修正；每个传感器内部有计算芯片，自动对测量数据进行换算而直接输出物理量，减少人工换算的失误和误差；所述压力盒采用振弦理论设计制造，采用全数字检测，利用脉冲激振方式激振；所述地面应变信号实时采集系统由多通道振弦信号采集仪和计算机组成；振弦信号采集仪有多个信号通道用来接收应变信号；数据通过电缆线端插头插入振弦信号采集仪的“INP”插口连接到数据采集系统；计算机用来保存和分析振弦信号采集仪采集的数据，采用计算机上安装的应变测试分析系统配套软件对多通道信号采集仪进行控制，并对监测数据进行采集与保存，将保存的数据导入Excel表格，绘出应变‑压力曲线图，即可分析,判断充填条带的稳定性；所述压力盒根据不同要求选用相应的型号，配备多通道振弦信号采集仪测量结构体的静态和动力参数；采用上述系统进行监测的方法，包括以下步骤：（1）安装：在充填条带浇筑前预埋一排埋入式应变计和一排压力盒，其具体方法：间隔40‑60m选定监测点，在充填模板搭设完毕后，在充填空间中部分别搭设上‑下和左‑右两组支架钢丝，支架钢丝固定在充填模板骨架上，需用力扯紧拉直，并将两端绑扎牢固；用尼龙绳将埋入式应变计由中心向外间隔20‑50cm均匀固定在上‑下各两根支架钢丝上，要求应变计轴线处于竖直方向；用尼龙绳将压力盒由中心向外间隔20‑50cm均匀固定在左‑右两根支架钢丝上，要求压力盒表面处于水平方向；压力盒轴线和应变计轴线平行分布于充填条带的中部，压力盒固定后在表面涂抹凡士林；（2）电缆线沿支架钢丝引出，是将电缆线绑扎在支架钢丝上，在充填模板上打孔引出，电缆线绑扎不宜过紧；（3）待充填体浇注24小时后，将支架钢丝从充填模板上拆下，充填模板可在充填材料凝固3天后拆除；（4）将电缆线端插头插入应变信号实时采集系统的多通道信号采集仪“INP”插口，并将信号采集仪与电脑连接，打开电脑上安装的应变测试分析系统软件，对原始数据调零后开始采集信号，并实时进行数据保存；（5）将保存的数据导入Excel软件，并绘制应变‑压力曲线，将应变‑压力曲线与前期试验获得的应力‑应变‑压力曲线对比，分析每个压力盒对应位置的充填体所处的阶段：当所有压力盒数据处于弹塑性阶段时，充填条带稳定性良好；当部分压力盒数据进入破坏后阶段时，充填条带局部破坏但整体保持稳定；当所有压力盒数据均处于破坏后阶段时，充填条带整体失稳。