CN112097983B - 一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法，属于裂隙岩体地下工程技术领域。包括圆板，圆板下侧壁固定装配有圆柱筒，圆柱筒底部开口且其内部开设有环形腔，环形腔的内侧壁间隔填充有泡沫板，相邻两泡沫板之间固定安装有应变片，圆柱筒的下侧壁均匀固定安装有凸块，圆板上端中部固定安装有连接杆，连接杆与外部的电动钻相连，圆板上端固定有接头，接头一端与应变片电连接，另一端与外部的监测装置连接。本发明通过圆板、圆柱筒、环形腔、应变片、凸块、连接杆的结构，将装置钻入岩石中时，即可利用应力解除法进行应力检测，而将此装置从岩石中取出时会同时带出部分岩石，便于进行密度测量。

Description

一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法
技术领域
本发明涉及一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法，属于裂隙岩体地下工程技术领域。
背景技术
在进行裂隙岩体地下工程时，为了安全性及工程的顺利进行，会对地下工程处周边及外部的岩石土壤部分进行应力检测及密度测量，而应力检测常用的方法就是应力解除法，而密度测量则需要进行土壤或岩石的取样，但是现有的检测设备中，无法同时完成这两样检测工作，且对于应力解除法中使用的应变片，很难进行维修更换，会给检测工作带来一定的不便，如果能够设计一种方便进行应力检测和密度测量，且方便对应变片进行维修更换的装置，就可以解决此类问题，为此，本发明提出裂隙岩体地下工程周边及外部应力及颗粒密度监测装置及方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供裂隙岩体地下工程周边及外部应力及颗粒密度监测装置及监测方法，能有效解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案是：一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法，包括圆板，圆板下侧壁固定装配有圆柱筒，圆柱筒底部开口且其内部开设有环形腔，环形腔的内侧壁间隔填充有泡沫板，相邻两泡沫板之间固定安装有应变片，圆柱筒的下侧壁均匀固定安装有凸块，圆板上端中部固定安装有连接杆，连接杆与外部的电动钻相连，圆板上端固定有接头，接头一端与应变片电连接，另一端与外部的监测装置连接。
优选地，所述圆板的外侧壁固定安装有第一环形板，圆柱筒的外侧壁上侧固定安装有第二环形板，第二环形板的下侧壁均匀插接安装有螺栓，且螺栓贯穿第一环形板，螺栓的外侧壁上侧螺接有螺母。
更优选地，所述第一环形板的下侧壁均匀开设有插接槽，第二环形板的上侧壁均匀固定安装有插接块，且插接块插接于插接槽内。
优选地，每个螺栓的外侧壁上侧均螺接有两个螺母。
具体地，所述的监测装置为电脑或数据监测器。
一种所述的一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法，包括如下步骤：
第一步，进行应力检测，将连接杆连接到电动钻上，启动电动钻后带动圆柱筒转动，之后将圆柱筒钻入岩石层中；
第二步，钻入岩石层中后，圆柱筒内的岩石会给圆柱筒内壁施加力，此时通过应变片测量应力，然后将此数值与未钻入岩石层中的此装置内应变片的数值进行对比计算，即可有效得到岩石层中应力的数值；
第三步，将圆柱筒取出，会带出部分岩石试样，即可进行此处岩石的密度测量。
本发明的有益效果是：本发明通过圆板、圆柱筒、环形腔、应变片、凸块、连接杆的结构，将装置钻入岩石中时，即可利用应力解除法进行应力检测，而将此装置从岩石中取出时会同时带出部分岩石，便于进行密度测量，此外，第一环形杆和第二环形板处的结构，令圆板与圆柱筒有效固定的同时，也可以方便的将圆板取下，进而便于将环形腔内的应变片取出，进行维修或更换。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明的主视剖视图。
图2为本发明图1的仰视图。
图3为本发明图1中a部分的局部放大图。
图中：1、圆板，2、圆柱筒，3、环形腔，4、应变片，5、凸块，6、连接杆，7、第一环形板，8、第二环形板，9、螺栓，10、螺母，11、插接槽，12、插接块，13、泡沫板，14、接头。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：如图1-3所示，本实施例的一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法，包括圆板1，圆板1的下侧壁固定装配有圆柱筒2，当圆柱筒2钻入岩石层中时，岩石等会位于圆柱筒2内，此时岩石会给圆柱筒2内壁施加力，并可以通过应变片4测量，之后将此数值与未钻入岩石层中的此装置内应变片4的数值进行对比计算，即可有效得到岩石层中应力的数值，可以取样多组数据后进行有效分析，得到总体的应力情况，圆柱筒2的内部开设有环形腔3，环形腔3的内侧壁均匀固定安装有应变片4，用于测量应力，之后将圆柱筒2取出时，会带出部分岩石，之后即可进行此处岩石的密度测量，圆柱筒2的下侧壁均匀固定安装有凸块5，圆板1的上侧壁固定安装有连接杆6，连接杆6与电动钻相连，通过电动钻带动此装置转动，并通过凸块5令圆柱筒2方便的钻入岩石中。
进一步地，圆板1的外侧壁固定安装有第一环形板7，圆柱筒2的外侧壁上侧固定安装有第二环形板8，第二环形板8的下侧壁均匀插接安装有螺栓9，且螺栓9贯穿第一环形板7，螺栓9的外侧壁上侧螺接有螺母10，通过螺栓9和螺母10的结构，令圆板1和圆柱筒2能够有效连接并稳定，同时便于将圆板1从圆柱筒2上取下，进而便于将环形腔3内的应变片4取出，进行维修或更换。
更进一步地，第一环形板7的下侧壁均匀开设有插接槽11，第二环形板8的上侧壁均匀固定安装有插接块12，且插接块12插接于插接槽11内，保证圆板1与圆柱筒2位置的确定，进而保证连接杆6、圆板1和圆柱筒2同轴，令圆柱筒2转动时稳定。
每个螺栓9的外侧壁上侧均螺接有两个螺母10，令螺母10不易松动，更加牢固。环形腔3的内侧壁填充有泡沫板13，对应变片4位置进行限定，泡沫板13与应变片4可以交替设置，即分开布置了应变片4，泡沫板13将应变片4限位并进行保护。圆板1的上侧壁均匀固定安装有接头14，接头14与应变片4电连接，线可穿过泡沫板13，方便走线。将圆板1安装在圆柱筒2上时，可以将应变片4的连接线连接到接头14上，当需要测量应力时，可以在接头14处通过都先连接到相应的电脑等设备上。
一种所述的一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置和方法，包括如下步骤：
第一步，进行应力检测，将连接杆6连接到电动钻上，启动电动钻后带动圆柱筒2转动，之后将圆柱筒2钻入岩石层中；
第二步，钻入岩石层中后，圆柱筒2内的岩石会给圆柱筒2内壁施加力，此时可通过应变片4测量应力，然后将此数值与未钻入岩石层中的此装置内应变片4的数值进行对比计算，即可有效得到岩石层中应力的数值；
第三步，将圆柱筒2取出，会带出部分岩石试样，即可进行此处岩石的密度测量。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (4)

1.一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置，其特征在于：包括圆板（1），圆板（1）下侧壁固定装配有圆柱筒（2），圆柱筒（2）底部开口且其内部开设有环形腔（3），环形腔（3）的内侧壁间隔填充有泡沫板（13），相邻两泡沫板（13）之间固定安装有应变片（4），圆柱筒（2）的下侧壁均匀固定安装有凸块（5），圆板（1）上端中部固定安装有连接杆（6），连接杆（6）与外部的电动钻相连，圆板（1）上端固定有接头（14），接头（14）一端与应变片（4）电连接，另一端与外部的监测装置连接；
所述圆板（1）的外侧壁固定安装有第一环形板（7），圆柱筒（2）的外侧壁上侧固定安装有第二环形板（8），第二环形板（8）的下侧壁均匀插接安装有螺栓（9），且螺栓（9）贯穿第一环形板（7），螺栓（9）的外侧壁上侧螺接有螺母（10）；
所述第一环形板（7）的下侧壁均匀开设有插接槽（11），第二环形板（8）的上侧壁均匀固定安装有插接块（12），且插接块（12）插接于插接槽（11）内。
2.根据权利要求1所述的一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置，其特征在于：每个螺栓（9）的外侧壁上侧均螺接有两个螺母（10）。
3.根据权利要求1所述的一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置，其特征在于：所述的外部的监测装置为电脑。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的一种隧道工程裂隙岩体的应力及颗粒密度监测装置的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，进行应力检测，将连接杆（6）连接到电动钻上，启动电动钻后带动圆柱筒（2）转动，之后将圆柱筒（2）钻入岩石层中；
第二步，钻入岩石层中后，圆柱筒（2）内的岩石会给圆柱筒（2）内壁施加力，此时通过应变片（4）测量应力，然后将此数值与未钻入岩石层中的此装置内应变片（4）的数值进行对比计算，即可有效得到岩石层中应力的数值；
第三步，将圆柱筒（2）取出，会带出部分岩石试样，即可进行此处岩石的密度测量。
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