[实用新型]一种钻孔全方向应力测量装置

说明书

本实用新型提供了一种钻孔全方向应力测量装置，属于监测岩土应力的传感器技术领域。所述钻孔全方向应力测量装置包括壳体，以及设置在壳体的内腔中的角度测量装置和至少两个传感元件；角度测量装置所在的平面、每个传感元件所在的平面均与壳体的中心轴线垂直；每个所述传感元件包括振弦，相邻两个传感元件的振弦之间形成夹角；所述角度测量装置固定在任意一个振弦的一侧。本实用新型在安装时不需要预先控制应力测量装置的初始安装方向，无需专用的定向安装工具，安装简便，而且能够测量钻孔全方向应力，更有利于指导工程实践，满足了工程对应力测量的要求，且测量方法简单，造价成本低廉。

技术领域

本实用新型属于监测岩土应力的传感器技术领域，具体涉及一种钻孔全方向应力测量装置，用于钻孔壁应力测量。

背景技术

钻孔应力测量装置安装于深盲孔内，现有的钻孔应力测量装置只有一个受力敏感方向，实际应用中也仅是用来测量垂直方向的孔壁应力，进而确定测量装置所处位置的岩体垂直应力，对于同一位置其他方向的应力，目前的钻孔应力测量装置还无法实现同步测量，而且也无法通过调换测量装置受力敏感方向来实现，但钻孔应力在各个方向的大小差异往往很大，仅测量垂直方向的钻孔应力往往不能满足实际工作需要。现有的钻孔应力测量装置在安装时，为了尽量保证测量装置受力敏感方向接近于垂直方向，一般都需要使用专门的安装杆之类的工具来将测量装置一点一点送入钻孔内，以控制其朝向，费时费力。同时，由于无法目视钻孔内的情况，因而就无法确定应力测量装置的受力敏感方向是否正好是垂直方向，因此，就连在垂直方向的钻孔应力的准确测量都难以保证。

目前，针对钻孔应力测量，现有技术中还没有一种能够全方向精确测量钻孔应力的测量装置。

授权公告号为CN 203515560U的实用新型专利公开了一种钻孔应力计测量装置。该装置通过放置在钻孔内的囊状承压球来受力，承压球内的液压油作为传压介质，孔壁的压力作用于承压球上，压力通过液压油传导到压力变送器，由压力变送器输出与压力值成正比的电信号。这种典型的钻孔应力计的承压球有可能承受的是孔壁任意方向的力，而非垂直方向的力，但是其结构形式决定了其无法精确的指示具体测量的是孔壁哪一方向的力。

申请公布号为CN 102914393A的发明专利公开了一种主动承压式可定位钻孔应力计及其使用方法。该装置在壳体上固定有角度传感器。用竿子将钻孔应力计推入钻孔内后，通过观察角度测量仪的转动角度来使刚性承载件的受压轴线与预知的受力方向一致。该发明专利解决了精确测量某一个方向压力的问题。但是，该专利需要在安装时通过观察角度测量仪的转动角度来预先固定测量方向，无法做到随意安装。并且，该专利仍然只能测量一个方向的压力，无法同时测量360度全方向的压力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种钻孔全方向应力测量装置，该装置可任意方向安装，即在安装时不需要预先控制应力测量装置的初始安装方向，无需专用的定向安装工具，且能够测量360度全方向的孔壁受力，测量准确性高、精度高，实用性强，结构简单，施工简单。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种钻孔全方向应力测量装置，包括壳体，以及设置在壳体的内腔中的角度测量装置和至少两个传感元件；

所述角度测量装置所在的平面、每个传感元件所在的平面均与壳体的中心轴线垂直；

每个所述传感元件包括振弦，相邻两个传感元件的振弦之间形成夹角；

所述角度测量装置固定在任意一个振弦的一侧。

在所述壳体的轴线方向上相邻两个振弦之间设有间距。

所述角度测量装置采用角度测量环，其包括角度测量环壁、电阻丝、导电测珠和测量电极；

所述角度测量环壁为中空圆环结构；