[实用新型]岩体应力测试装置

说明书

本实用新型公开了一种岩体应力测试装置，用于测试岩体的应力，包括：测试探头，其包括拉压式传感器、设在所述拉压式传感器受压面上的充液膨胀式的液压枕腔；数据采集装置，其与所述拉压式传感器连接，所述数据采集装置用于获取测试点处的应力；其中，所述液压枕腔的膨胀方向与所述拉压式传感器的受压方向一致。本实用新型具有的有益效果是，液压枕腔的设计，可在安装位置上平衡初始应力，拉压式传感器的设计可获取测试点的应力，测试装置组装方便，测试方法简洁、可靠。

技术领域

本实用新型涉及应力测试设备领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于岩体的岩体应力测试装置。

背景技术

研究压力分布规律是煤矿开采或者其他地质工程中一项基础研究工作，在煤矿开采工作面、煤柱支承压力分布规律是研究矿压显现的基础，支承压力分布规律，对工作面支护方式、确定相邻巷道开挖位置与时间、预计地表沉陷范围及预防动力灾害事故(瓦斯事故、冲击地压、底板突水等)，具有重要的工程应用价值。研究岩体支承应力分布规律，一般有四种方法，分别为理论分析、相似试验、数值模拟和现场测试，其中现场测试数据直观，在煤矿中得到广泛应用。

岩体支承应力分布规律受到原岩应力、埋深、上覆岩层移动等多种因素的影响，工程应用中岩体中有三个互为垂直的应力σ₁、σ₂、σ₃，其中σ₁垂直煤层，σ₂、σ₃在同一个水平面，σ₂平行煤体回采方向，σ₃垂直巷道煤帮，如图1所示。

根据岩石力学及弹塑性力学分析，在岩体上施工钻孔后，钻孔周围岩体应力得到释放，引起应力的重新分布直至新的平衡，在钻孔中安装应力测试装置时，需要应力测试装置能够平衡初始应力。目前煤矿常用的变形、应变计等监测仪器，例如空心包体、USBM变形计，各种弹性检测仪器如振弦应力计、光弹应力计、弹性空心应力计，均不能较好地平衡初始应力，充液膨胀枕式钻孔应力计能够施加一定的初始应力，能够较好平衡测试方向上的初始应力，但其是一种单向相对应力监测仪器，难以实现应力测量。

研究岩石应力的时空序列分布曲线对煤矿开采的安全性具有重要的意义，因此，亟需一种测试岩体应力的测试装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供一种岩体应力测试装置，其通过设置充液膨胀式的液压枕腔、拉压式传感器以及数据采集装置，使用时对液压枕腔充液，液压枕腔膨胀，促使测试探头与钻孔内壁紧密贴合，液压枕腔对钻孔内壁施加了一个初始力，可以平衡钻孔周围岩体的初始应力，待应力达到新的平衡后，观察数据采集装置，能获取该处的应力。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种岩体应力测试装置，包括：

测试探头，其包括拉压式传感器、设在所述拉压式传感器受压面上的充液膨胀式的液压枕腔；

数据采集装置，其与所述拉压式传感器连接，所述数据采集装置用于获取测试点处的应力；

其中，所述液压枕腔的膨胀方向与所述拉压式传感器的受压方向一致。

优选的是，所述拉压式传感器为应变式、光纤式、振弦式中的一种。

优选的是，所述拉压式传感器包括竖直的圆柱形弹性体、第一电阻应变计、第一电缆，所述圆柱形弹性体侧壁沿待测应力方向的中部处粘接有所述第一电阻应变计，所述第一电缆的一端与所述第一电阻应变计连接、另一端与所述数据采集装置连接；

还包括第一夹紧件、由上至下相对设置的上端盖和第一下端盖，所述上端盖和所述第一下端盖背离的一面均向外垄起形成外凸的圆弧体，所述上端盖和所述第一下端盖之间由上至下依次设有所述液压枕腔和所述圆柱形弹性体；所述上端盖、所述液压枕腔、所述圆柱形弹性体、所述第一下端盖形成第一测试探头，所述第一夹紧件设在所述第一测试探头上，用于夹紧所述第一测试探头。