專利名稱：三維應力采集器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地質災害監(jiān)測技術，尤其是涉及一種三維應力采集器。
背景技術：
危巖崩塌是一種全球性泛生型山地災害，存在部位具有隱蔽性，失穩(wěn)破壞具有突發(fā)性，致災后果具有災難性，是山地城市和礦山居民集中活動區(qū)域及公路交通生命線建設及營運中普遍存在的突發(fā)性重大地質安全隱患。我國三分之二以上的國土面積為山區(qū)，是世界上受到危巖崩塌災害最嚴重的國家之一。據(jù)統(tǒng)計，近十年來我國山地城市、礦山及公路沿線發(fā)生崩塌災害5000余次，其中災難性崩塌1000余次，占20%左右，死亡人數(shù)1600多人、直徑經(jīng)濟損失400多億元。如2007年11月，宜萬鐵路巖石崩塌事故造成31名遇難者； 2004年06月19日，位于湖南張家界武陵源核心景區(qū)外的紫霞觀景點發(fā)生一起巖石崩塌災害事件，20多名在此游覽的游客有3人死亡3人受傷；2007年11月20日發(fā)生在湖北省巴東縣國道318線K1405高陽寨隧道邊坡的災難性崩塌事件，一輛車牌號為鄂Q20684的大客車被突發(fā)性崩塌體瞬間掩埋，車內(nèi)31人全部遇難；2006年7月8日山西太原市襄汾潰壩和婁煩尖山鐵礦崩滑災害事件，死亡314人。2005年01月01日上午，南充市小佛鄉(xiāng)九里半村四社突然發(fā)生巖石崩塌事故，剎那間，250立方米的大石頭以排山倒海之勢滾滾而下，把山下一座兩層樓的民房砸得稀爛，一位80多歲的老人被砸成重傷。更令人擔心的是，山體隨時還有崩塌的可能，860多立方米的巨石已經(jīng)裂開，直接威脅到山下10多戶村民的人身和財產(chǎn)安全。目前，國內(nèi)外在鉆孔應力監(jiān)測技術方面取得了顯著進展，發(fā)明專利“鉆孔應力傳感器及其鉆孔應力傳感方法” (ZL200910103038. 0)能夠有效測試鉆孔內(nèi)不同深度巖土介質的應力變化過程。本實用新型在此基礎上進行了改進。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提出了一種三維應力采集器，它由縱向開口的薄壁金屬筒、多個粘帖于薄壁金屬筒外壁的壓力傳感器、填充于薄壁金屬筒內(nèi)的膨脹混凝土填芯、防水壓膜及信號傳輸線構成；在所述的薄壁金屬筒的外表面沿軸向等距離布設壓力傳感器，沿徑向等角度布設壓力傳感器。所述的沿徑向等角度布設的壓力傳感器的個數(shù)為3個；薄壁金屬筒的長度為地表到主控面結構深度的2倍。本實用新型的有益技術效果是能有效測試鉆孔內(nèi)不同深度巖土介質的應力變化過程，為后續(xù)工程治理、安全監(jiān)控及報警提供了重要依據(jù)。
圖1為三維應力采集器外部結構圖；圖2為圖1的A-B截面圖。[0009]圖中，薄壁金屬筒1、壓力傳感器2、膨脹混凝土填芯3、防水壓膜4、信號傳輸線5， L為薄壁金屬筒1的長度、d為薄壁金屬筒1的直徑、L0為兩個壓力傳感器2的中心距。
具體實施方式
三維應力采集器由五部分組成，即縱向開口的薄壁金屬筒1、壓力傳感器2、膨脹混凝土填芯3、防水壓膜4和信號傳輸線5。參見附圖1，若干個壓力傳感器2粘帖于薄壁金屬筒1的外壁，薄壁金屬筒1的外表面沿軸向(縱向)等距離布設壓力傳感器2。參見圖2，在同一截面上(徑向)壓力傳感器2 等角度布設，在同一截面上壓力傳感器2的個數(shù)選擇3個比較適宜，便于測量薄壁金屬筒1 一周的壓力。壓力傳感器2表面有防水膜。薄壁金屬筒1內(nèi)填充膨脹混凝土填芯3、薄壁金屬筒1與膨脹混凝土填芯3之間有防水壓膜4，在薄壁金屬筒1上粘帖壓力傳感器2處鉆有小孔，與壓力傳感器2連接的信號傳輸線5穿過小孔帖于薄壁金屬筒1內(nèi)壁，沿薄壁金屬筒1內(nèi)壁軸向延伸到薄壁金屬筒 1頂部(一般在地表外)。薄壁金屬筒1內(nèi)的膨脹混凝土填芯3，一般采用C15 C25等級的水泥混凝土。薄壁金屬筒1的長度為地表到危巖主控面結構深度的2倍。壓力傳感器2為大量程高精度傳感器(最大量程為SOOMPa，最小分辨為士 lOkPa)。在采集巖石的應變信息時，在巖石的主控結構面附近打孔，安裝三維應力傳感器， 即可采集巖石主控結構面的三維應力。
權利要求1.一種三維應力采集器，它由縱向開口的薄壁金屬筒(1)、多個粘帖于薄壁金屬筒(1) 外壁的壓力傳感器(2)、填充于薄壁金屬筒(1)內(nèi)的膨脹混凝土填芯(3)、防水壓膜(4)及信號傳輸線(5)構成；其特征在于在所述的薄壁金屬筒(1)的外表面沿軸向等距離布設壓力傳感器(2)，沿徑向等角度布設壓力傳感器(2)。
2.根據(jù)權利要求1所述的三維應力采集器，其特征在于所述的沿徑向等角度布設的壓力傳感器(2)的個數(shù)為3個。
3.根據(jù)權利要求1所述的三維應力采集器，其特征在于薄壁金屬筒(1)的長度為地表到危巖主控面結構深度的2倍。
專利摘要本實用新型提出了一種三維應力采集器，它由縱向開口的薄壁金屬筒、多個粘帖于薄壁金屬筒外壁的壓力傳感器、填充于薄壁金屬筒內(nèi)的膨脹混凝土填芯、防水壓膜及信號傳輸線構成；在所述的薄壁金屬筒的外表面沿軸向等距離布設壓力傳感器，沿徑向等角度布設壓力傳感器。本實用新型的有益技術效果是能有效測試鉆孔內(nèi)不同深度巖土介質的應力變化過程，為后續(xù)工程治理、安全監(jiān)控及報警提供了重要依據(jù)。
文檔編號G01L1/26GK202033140SQ201120078900
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者唐蘭, 熊禮勇, 趙先濤, 閆慧, 陳冬梅 申請人:唐蘭, 熊禮勇, 趙先濤, 閆慧, 陳冬梅