雙模擠膠式動(dòng)壓測試應(yīng)變計(jì)的制作方法
【專利說明】雙模擠膠式動(dòng)壓測試應(yīng)變計(jì)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及動(dòng)壓測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種雙模擠膠式動(dòng)壓測試應(yīng)變計(jì)，適用于巖土及礦山中基于應(yīng)變解算的動(dòng)壓測試。
【背景技術(shù)】
[0003]巖土隧硐及采掘開挖工程中，二次擾動(dòng)應(yīng)力變化是開展支護(hù)設(shè)計(jì)與巖爆、沖擊礦壓前兆監(jiān)控的關(guān)鍵指標(biāo)。
[0004]傳統(tǒng)的采掘動(dòng)壓測試裝置由油壓式、振弦式和應(yīng)變式之分，它們安裝中均不能與鉆孔孔壁密貼，安裝不便且成功率低。亦有將空心包體應(yīng)變計(jì)用于動(dòng)壓測試的，但傳統(tǒng)包體應(yīng)變計(jì)采用活塞擠壓與橡膠環(huán)摩擦封孔，橡膠環(huán)會(huì)被孔壁刮擦失去密封功能，同時(shí)應(yīng)變計(jì)與被測鉆孔較難同軸。因此，以包體式應(yīng)變計(jì)原理開展動(dòng)壓測試需要對原有安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種密封好，同時(shí)應(yīng)變計(jì)與被測鉆孔較易同軸的雙模擠膠式動(dòng)壓測試應(yīng)變計(jì)，從而使得應(yīng)變測量數(shù)據(jù)的可靠性與有效性得以提尚，安裝成活率提尚。
[0006]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種雙模擠膠式動(dòng)壓測試應(yīng)變計(jì)，它包括本體和用于推送本體的安裝桿，本體包括測量線路以及依序連接的孔口端蓋、包體基管、孔底端蓋、容膠管，孔口端蓋和孔底端蓋均設(shè)有依序連通的進(jìn)液孔、導(dǎo)液孔、設(shè)于外表面的環(huán)形導(dǎo)液槽，圍繞導(dǎo)液槽覆蓋具有彈性的液脹囊，液脹囊的兩端密封固定在所述外表面上以使液脹囊與導(dǎo)液槽形成密封膨脹腔，孔口端蓋的外表面設(shè)有封堵環(huán)，封堵環(huán)位于孔口端蓋的液脹囊的左側(cè)，孔口端蓋的進(jìn)液孔與孔底端蓋的進(jìn)液孔通過穿過包體基管的液管相互連通，該液管套設(shè)有可膨脹的管套，管套兩端分別與液管外表面密封連接，液管設(shè)有通孔以供液體介質(zhì)進(jìn)入管套與液管外表面之間；孔口端蓋的右端、孔底端蓋的左端、管套、包體基管圍合形成容膠腔，該容膠腔與容膠管通過設(shè)于孔底端蓋的導(dǎo)膠通孔連通，容膠腔、導(dǎo)膠通孔、容膠管均充滿膠，包體基管設(shè)有與容膠腔連通的出膠孔，出膠孔的出口位于包體基管的外表面；容膠管右端可滑動(dòng)套接有一用于擠壓容膠管內(nèi)的膠向容膠腔運(yùn)動(dòng)的活塞桿。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明將液體介質(zhì)作為泵壓介質(zhì)，比如將水作為泵壓介質(zhì)，全程封閉，通過液脹囊封孔定位，使應(yīng)變計(jì)與被測鉆孔較易同軸，以管套受水脹擠壓實(shí)現(xiàn)樹脂膠體的灌封，可避免現(xiàn)有技術(shù)的封堵環(huán)封孔因孔壁磨損造成的灌封不嚴(yán)及膠體流失現(xiàn)象，亦可對部分孔壁裂隙實(shí)現(xiàn)封堵，安裝成功率及定位精度大幅提高，測量可靠性更高，可廣泛用于礦山及隧道工程中基于應(yīng)變解算的動(dòng)壓量測；總之，本發(fā)明具有密封好，同時(shí)應(yīng)變計(jì)與被測鉆孔較易同軸的優(yōu)點(diǎn)，從而使得應(yīng)變測量數(shù)據(jù)的可靠性與有效性得以提高，安裝成活率提高。
[0008]作為改進(jìn)，測量線路包括周向均布灌封在包體基管外環(huán)面的三組四片裝應(yīng)變花以及埋設(shè)在孔口端蓋的尾腔內(nèi)的同靈敏系數(shù)的溫度補(bǔ)償及調(diào)零應(yīng)變花，各應(yīng)變花分別與十五芯屏蔽線電連接，十五芯屏蔽線經(jīng)設(shè)于孔口端蓋的第一電纜孔拉出在外，這樣，可實(shí)現(xiàn)單應(yīng)變儀同周期的多孔測量。
[0009]作為改進(jìn)，安裝桿包括桿連接套、與孔口端蓋的左側(cè)部分可拆式連接的本體連接套，桿連接套內(nèi)部和本體連接套內(nèi)部均設(shè)有第二電纜孔和液管孔，所述的本體連接套內(nèi)部還設(shè)有橫向?qū)﹂_的貫通液管孔的固管螺孔，固管螺孔內(nèi)設(shè)有用于固定與進(jìn)液孔插接的注液管的固管螺釘，本體連接套右端設(shè)有用于推送本體的定向槽，孔口端蓋的左側(cè)部分設(shè)有與定向槽滑動(dòng)配合的定向銷釘，定向銷釘位于封堵環(huán)的左側(cè)，這樣，安裝中十五芯屏蔽線與注液管均保護(hù)在安裝桿內(nèi)，避免了安裝中孔壁對二者的刮擦，設(shè)置了固管螺釘，確保了注液管隨本體連接套的可靠退出。
[0010]作為改進(jìn)，所述的孔口端蓋的進(jìn)液孔為進(jìn)液通孔，孔底端蓋的進(jìn)液孔為進(jìn)液盲孔，進(jìn)液通孔兩端分別螺紋連接兩根銅管，記為左銅管和右銅管，右銅管為所述的液管，所述的左銅管的左側(cè)部分與注液管插接，所述的右銅管的右側(cè)部分與進(jìn)液盲孔螺紋連接，孔口端蓋的外環(huán)面自左向右依序設(shè)有均為環(huán)形的封堵環(huán)槽、第一捆扎槽、導(dǎo)液槽、第二捆扎槽，以橫向?qū)б嚎走B通進(jìn)液通孔和導(dǎo)液槽，在孔口端蓋的鄰接第一電纜孔右端的部分周向均布有三個(gè)穿線孔，這樣，結(jié)構(gòu)緊湊簡單可靠，成本低。
[0011]作為改進(jìn)，所述的包體基管兩端加工成分別與孔口端蓋和孔底端蓋配合的臺(tái)階，包體基管為固定管徑的無縫鋼管或鋁合金管或銅管或環(huán)氧樹脂管或PE管或PVC管，這樣，選用無縫鋼管、厚壁鋁管、銅管形成硬包體，亦可選用環(huán)氧樹脂管、PE管、PVC管形成軟包體，能夠?qū)⒒艹叽缂傲W(xué)參數(shù)均參與應(yīng)力反演，從而實(shí)現(xiàn)絕對應(yīng)力量測。
[0012]作為改進(jìn)，孔底端蓋的外環(huán)面自左向右依次設(shè)有均為環(huán)形的第三捆扎槽、導(dǎo)液槽、第四捆扎槽，這樣，結(jié)構(gòu)緊湊簡單可靠，成本低。
[0013]作為改進(jìn)，液脹囊為丁基膠管，管套為壁厚大于兩毫米的硅膠管，這樣組合，管套為壁厚大于兩毫米的硅膠管能夠?yàn)橐好浤业钠鹈浱峁┍硥海热缭谒畨鹤饔孟露』z管先行起脹封孔并定位，然后水壓進(jìn)一步上升使管套再起脹以對包體基管和被測鉆孔之間的間隙進(jìn)行高壓灌膠。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中1-1向剖面圖；
圖3是圖1中I1-1I向剖面圖；
圖4是孔口端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是孔底端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是液管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是塞入被測鉆孔階段示意圖；
圖8是活塞桿擠壓容膠管內(nèi)的膠，使部分膠從出膠孔流入本體和被測鉆孔的孔壁之間的間隙，位于封堵環(huán)右側(cè)的部分中的示意圖；
圖9是在泵入水后液脹囊先行起脹封孔并定位，然后水壓進(jìn)一步上升，使管套再起脹以對包體基管和被測鉆孔之間的間隙進(jìn)行高壓灌膠示意圖；
圖中所示，1、安裝桿，2、孔口端蓋，3、包體基管，4、孔底端蓋，5、容膠管，7、導(dǎo)液孔，8、導(dǎo)液槽，9、液脹囊，10、封堵環(huán)，11、液管，12、管套，13、通孔，14、容膠腔，15、導(dǎo)膠通孔，16、出膠孔，17、活塞桿，18、四片裝應(yīng)變花，19、尾腔，20、溫度補(bǔ)償及調(diào)零應(yīng)變花，21、十五芯屏蔽線，22、第一電纜孔，23、注液管，24、桿連接套，25、本體連接套，26、第二電纜孔，27、液管孔，28、固管螺孔，29、固管螺釘，30、定向槽，31、定向銷釘，32、進(jìn)液通孔，33、進(jìn)液盲孔，34、左銅管，36、封堵環(huán)槽，37、第一捆扎槽，39、第二捆扎槽，40、穿線孔，41、第三捆扎槽，42、第四捆扎槽，43、前腔，44、灌封樹脂，45、膠，46、被測鉆孔，47、可剪銷，48、導(dǎo)向頭，49、鐵箍絲，50、應(yīng)變花線組。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0016]本實(shí)施例給出的雙模擠膠式動(dòng)壓測試應(yīng)變計(jì)，它包括本體和用于推送本體的安裝桿1，本體包括測量線路以及依序連接的孔口端蓋2、包體基管3、孔底端蓋4、容膠管5，孔口端蓋2和孔底端蓋4均設(shè)有依序連通的進(jìn)液孔、導(dǎo)液孔7、設(shè)于外表面的環(huán)形導(dǎo)液槽8，圍繞導(dǎo)液槽8覆蓋具有彈性的液脹囊9，液脹囊9的兩端密封固定在所述外表面上以使液脹囊9與導(dǎo)液槽8形成密封膨脹腔，孔口端蓋2的外表面設(shè)有封堵環(huán)10，封堵環(huán)10位于孔口端蓋2的液脹囊9的左側(cè)，孔口端蓋2的進(jìn)液孔與孔底端蓋4的進(jìn)液孔通過穿過包體基管3的液管11相互連通，該液管11套設(shè)有可膨脹的管套12，管套12兩端分別與液管11外表面密封連接，液管11設(shè)有通孔13以供液體介質(zhì)進(jìn)入管套12與液管11外表面之間；孔口端蓋2的右端、孔底端蓋4的左端、管套12、包體基管3圍合形成容膠腔14，該容膠腔14與容膠管5通過設(shè)于孔底端蓋4的導(dǎo)膠通孔15連通，容膠腔14、導(dǎo)膠通孔15、容膠管5均充滿膠45，包體基管3設(shè)有與容膠腔14連通的出膠孔16，出膠孔16的出口位于包體基管3的外表面；容膠管5右端可滑動(dòng)套接有一用于擠壓容膠管5內(nèi)的膠45向容膠腔14運(yùn)動(dòng)的活塞桿17。
[0017]封堵環(huán)10采用橡膠環(huán)。
[0018]測量線路包括周向均布在包體基管3外環(huán)面并用灌封樹脂44灌封在包體基管3外環(huán)面的三組四片裝應(yīng)變花18以及埋設(shè)在孔口端蓋2的尾腔19內(nèi)的同靈敏系數(shù)的溫度補(bǔ)償及調(diào)零應(yīng)變花20，尾腔19內(nèi)注入灌封樹脂44，同樣，前腔43也注入灌封樹脂44，均起到固定及密封作用，各應(yīng)變花分別與十五芯屏蔽線21電連接，十五芯屏蔽線21經(jīng)設(shè)于孔口端蓋2的第一電纜孔22拉出在外。
[0019]安裝桿I包括桿連接套24、與孔口端蓋2的左側(cè)部分可拆式連接的本體連接套25，桿連接套24內(nèi)部和本體連接套25內(nèi)部均設(shè)有第二電纜孔26和液管孔27，所述的本體連接套25內(nèi)部還設(shè)有橫向?qū)﹂_的貫通液管孔27的固管螺孔28，固管螺孔28內(nèi)設(shè)有用于固定與進(jìn)液孔插接的注液管23的固管螺釘29，本體連接套25右端設(shè)有用于推送本體的定向槽30，孔口端蓋2的左側(cè)部分設(shè)有與定向槽30滑動(dòng)配合的定向銷釘31，定向銷釘31位于封堵環(huán)10的左側(cè)。
[0020]所述的孔口端蓋2的進(jìn)液孔為進(jìn)液通孔32，孔底端蓋4的進(jìn)液孔為進(jìn)液盲孔33，進(jìn)液通孔32兩端分別螺紋連接兩根銅管，記為左銅管34