[发明专利]一种岩体裂隙探测传感器及使用方法

说明书

本发明公开了一种岩体裂隙探测传感器及使用方法，装置包括支撑管、封隔器、介质传感器和导线，沿着支撑管的轴线方向上间隔布置有与支撑管内部相连通的封隔器，每两个封隔器之间的支撑管管壁上设置有介质传感器；每个介质传感通过单独的导线与信号接收器相连。本发明可以对尚未揭露的岩体中的是否存在联通裂隙，或结构面、裂隙的空间分布及连通性进行探测并获取定量结果，可为岩体工程设计施工提供基础数据，提高工程的可靠度。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别是一种岩体裂隙探测传感器及使用方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的快速发展，公路铁路隧道、煤矿巷道、地铁、水电硐室等修建越来越广泛，而上述工程多建设在岩体之中。岩体的结构面、缝隙、裂隙将工程岩体切割，使得工程岩体整体性降低，工程稳定性也随之降低，对工程稳定及安全具有重要影响。对岩体裂隙进行准确探测对于工程设计、施工、运营等具有重要意义。

如在隧道、巷道、水电硐室、边坡等支护设计中都需要掌握围岩的裂隙发育程度，才能进行围岩分类和准确的设计；在很多数值计算软件中都需要设定围岩裂隙发育参数，才能进行准确模拟。而目前对岩体裂隙参数的获取一般是通过已揭露的岩体进行素描来进行，对于尚未揭露岩体尚未见定量准确的探测方法，同时对于裂隙的连通性也很难通过已揭露岩体进行确定。总的来说，目前尚没有能够准确量测岩体裂隙的传感器及方法能够解决上述问题。

发明内容

本发明公开了一种岩体裂隙探测传感器及使用方法，能够准确定量获取岩体裂隙的分布、连通性等参数。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种岩体裂隙探测传感器，包括支撑管、封隔器、介质传感器和导线，沿着支撑管的轴线方向其上间隔布置有与支撑管内部相连通的封隔器，每两个封隔器之间的支撑管管壁上设置有介质传感器；每个介质传感通过单独的导线与信号接收器相连。

进一步的，所述的导线一端连接介质传感器，另一端经支撑管内部而通过导线接头引出，连接到信号接收器。

进一步的，所述的支撑管与封隔器、介质传感器与支撑管之间均为密封连接，支撑管和封隔器内部形成相互联通的密闭空间。

进一步的，所述支撑管的尾端设置有尾端封堵，所述的尾端封堵上设置有充气接头和导线接头。所述的充气接头用于向支撑管内部充气，或向外放气；所述的导线接头用于将导线引出支撑管。

进一步的，所述的支撑管为具有一定壁厚和刚度的管体，其截面形状为圆形，其上与封隔器对应位置的管壁上开有通气孔。

进一步的，所述的封隔器由封隔囊和封隔套箍组成，封隔囊上下各设置1个封隔套箍；封隔套箍将封隔囊固定在支撑管上，并保证密闭性；充气后的封隔器使探测单元相互独立而互不影响，每两个相邻封隔器和之间的介质传感器构成一个探测单元。

封隔器的作用在于充气后可将介质传感器分隔在相互独立的探测单元内，防止从岩体裂隙中涌入的感应介质沿探测钻孔和支撑管之间的空间向相邻探测单元涌去，以此保证每个探测单元中的介质传感器，能且只能感应到从与自身所在探测单元联通的裂隙传导过来的感应介质，从而实现联通裂隙的定位。

进一步的，所述的封隔囊为柔性薄壁囊状体，当封隔器内气压升高时，封隔囊向外鼓出，与探测钻孔壁接触并密贴，达到封隔的目的；当封隔器内气压降低时，封隔囊向内收缩。

所述的介质传感器固定在支撑管的外壁上，并通过导线与信号接收器连接，介质传感器感应到从裂隙传来的探测介质时，即时将信号通过导线传送到信号接收器。

进一步的，所述的介质传感器一般采用水传感器；当在含水岩体等特殊条件下进行探测时，可采用其它类型的介质传感器，如含有特殊介质的液体、气体等，或采用电类、感光类传感器。

本发明传感器的使用方法如下：