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[发明专利]钻孔孔壁裂隙产状的测量系统及测量方法-CN202311049502.9在审
发明人：周朝;董志宏;艾凯;张新辉;付平;刘元坤;周黎明;丁秀丽;柴朝政;尹健民;韩晓玉;周春华;罗笙;王斌;张小虎 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-08-18 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种钻孔孔壁裂隙产状的测量系统及测量方法，包括：中心管，在使用时其一端与钻杆连通，其另一端封闭，在中心管的管壁上设置有通孔；印模筒，其套设在中心管外且两者之间形成密封空间，所述密封空间通过通孔与中心管连通，所述印模筒包括遇高压水膨胀的胶筒以及包裹在胶筒上的柔性薄膜压力传感器，所述柔性薄膜压力传感器包括压力接触面和非接触面，柔性薄膜压力传感器的压力非接触面朝向中心管设置，柔性薄膜压力传感器的压力接触面背向中心管设置；方位定向装置，其设置在印模筒的端侧；数据采集装置，其与柔性薄膜压力传感器、方位定向装置连接，用于采集柔性薄膜压力传感器感应的压力数据以及获取方位定向装置采集的方向信息。本发明实现了孔壁裂隙的“可视化”连续测量，提高水压致裂法方向测试效率与精度。
钻孔裂隙产状测量系统测量方法

[发明专利]适用于山脊的地应力场反演方法-CN202310887772.0在审
发明人：罗笙;董志宏;郑炜峰;丁秀丽;周黎明;侯炳绅;艾凯;王斌;刘元坤;韩晓玉;周春华;付平;张新辉;茆金柱;张小虎 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-07-18 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于山脊的地应力场反演方法，包括：基于山脊建立方形体模型，并用山脊的地表曲面切割立方形体模型使其成为待反演区域的大地模型和地表以上的附加模型；对待反演区域的大地模型施加重力平衡后作为工况1；在方形体模型边界分别施加位移边界条件或应力边界条件，施加6种荷载作用边界；平衡后，固定荷载作用边界并对地表以上的附加模型赋空参数，再次平衡后分别获得回归6种工况；在待反演区域的大地模型上实测钻孔位置插值得到各工况在实测点位置的计算应力值；对插值的应力值与实测值进行回归分析，求得各工况回归系数；提取各工况数据，并以各工况回归系数为权重加权相加得到反演应力场。本发明提高了初始地应力的反演精度。
适用于山脊力场反演方法

[发明专利]岩石能量释放效果的评价方法-CN202310658527.2在审
发明人：罗笙;毕发江;何萌;董志宏;丁秀丽;任恒钦;向家菠;刘元坤;邓争荣;王吉亮;付平;韩晓玉;周春华;艾凯;张新辉;王斌;周朝 -专利权人：云南省滇中引水工程有限公司;长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G01N3/303 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩石能量释放效果的评价方法，包括：在待测区域取多个岩石试样；取其中一个试样获取其内部裂隙度，获取落锤试验前的裂隙发育特征值P1；设置配重和接触速度进行落锤试验并用高速摄像机观测；获取落锤试验后试样的裂隙发育特征值P2，据P2和P1得到裂隙发育特征值变化量ΔP；更换试样并重复上述步骤，每次落锤试验调整配重、接触速度，拟合得释放量、释放速度与ΔP之间的关系；对完整岩样开展单轴压缩试验以计算其能量释放量及释放速度，根据能量释放量、释放速度结合曲面图获得裂隙发育特征值变化量ΔP，并评价能量释放效果。本发明充分考虑了能量释放的速度，从而能更为精确的反应围岩的冲击倾向性。
岩石能量释放效果评价方法

[发明专利]地应力测试装置及测试方法-CN202310147221.0在审
发明人：张新辉;艾凯;董志宏;刘元坤;周朝;付平;尹健民;韩晓玉;周春华;王斌;罗笙;卢文峰;侯炳绅;茆金柱;杜学才;张延杰 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种地应力测试装置及测试方法，包括加压注水装置、钻杆、上封隔器、可旋转导流板、电子罗盘以及下封隔器；钻杆，其一端与加压注水装置连通，其另一端与通道转换阀的进水口连通，通道转换阀还包括与进水口选择性连通的第一出水通路、第二出水通路；上封隔器，与第一出水通路连通；可旋转导流板，其包括可转动设置在上下封隔器之间的中心导流管以及设置在中心导流管上的导流叶片，在导流叶片上设置有导流缝，当水流进入到中心导流管中并经导流缝喷出的过程中，导流叶片转动进而带动电子罗盘转动，实现水压致裂缝方向的自动追踪；下封隔器，通过刚性管道与上封隔器连接。本发明结构简单，制造成本低，并且可以同时测量岩体的应力大小和方向。
应力测试装置方法

[发明专利]适用于长隧洞初始地应力场反演边界条件的优化方法-CN202310894524.9在审
发明人：罗笙;董志宏;郑炜峰;丁秀丽;周黎明;侯炳绅;茆金柱;付平;张新辉;刘元坤;韩晓玉;周春华;艾凯;王斌;张小虎 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-07-18 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于长隧洞初始地应力场反演边界条件的优化方法，包括：建立长隧洞地质模型，其中，X向为模型最长边所在的方向；施加重力后平衡，作为回归工况1；在长隧洞地质模型边界，以竖直向为Z，载荷作用边界分别为：①X向边界荷载1、②X向边界荷载2、③Y向边界荷载1、④Y向边界荷载2、⑤XY向边界荷载1、⑥XY向边界荷载2，平衡后分别对应获得回归工况2、3、4、5、6、7；在长隧洞地质模型上实测钻孔位置插值得到各工况在实测点位置的应力值；求得各工况回归系数；提取各工况数据，并以各工况回归系数加权相加得到反演应力场。本发明通过边界条件优化规避了模型由于尺寸效应带来的梯度荷载施加问题。
适用于隧洞初始力场反演边界条件优化方法

[发明专利]不稳定深钻孔随钻式地应力测试装置及测试方法-CN202310696919.8在审
发明人：张新辉;董志宏;艾凯;周朝;付平;刘元坤;周春华;尹健民;韩晓玉;王斌;罗笙;郑炜烽 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-06-12 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种不稳定深钻孔随钻式地应力测试装置及测试方法，包括：加压注水装置；高压钻杆，其与加压注水装置连通；绳索取芯钻杆，其套设在高压钻杆外；通道转换阀，其包括阀体、设置在阀体上的进水口、与进水口选择性连通的第一出水通路、第二出水通路，其中，高压钻杆的另一端与进水口连通，绳索取芯钻杆的一端与阀体固定连接，其另一端在试验时与地面固定；测试装置，包括依次连接的上封隔器、中心压裂段、下封隔器，第一出水通路依次与上封隔器和下封隔器连通，第二出水通路与中心压裂段连通；地质钻头，在穿越不稳定地层时清除障碍。本发明不但可以防止钻孔内污水回流至通道转换阀及封隔器内腔中，还能穿越不稳定深钻孔进行应力测试。
不稳定钻孔随钻式应力测试装置方法

[发明专利]超深非垂直钻孔地应力测试装置及方法-CN202310651443.6在审
发明人：韩晓玉;董志宏;付平;张新辉;王斌;刘元坤;侯炳绅;茆金柱;罗笙;周春华;艾凯;张恒 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明提供一种超深非垂直钻孔地应力测试装置及方法，该装置采用单通道、孔内试验设备可双向滚动的技术路线，主要由双向滚动装置和剖分式无轴向力回路切换阀实现相关功能。其中双向滚动装置可以承载孔内装置进行周向和前后自由运动，将非垂直向钻孔地应力测试时孔内设备与孔壁的滑动摩擦变为滚动摩擦，剖分式无轴向力回路切换阀提供了在非垂直钻孔中进行单管试验的技术手段。该试验装置大大减轻了孔内设备安装和退出时与孔壁的磨损，可有效保护印模测试痕迹，适用于在非垂直向超深钻孔中进行高效率的水压致裂法地应力测试。
超深非垂直钻孔应力测试装置方法

[发明专利]联动式水压致裂法地应力测试装置及测试方法-CN202310328374.5在审
发明人：刘元坤;艾凯;韩晓玉;董志宏;付平;张新辉;王斌;付敬;罗笙;周春华;侯炳绅;茆金柱;范雷;罗荣 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： E21B34/08 文献下载
摘要：本发明提供一种联动式水压致裂法地应力测试装置及测试方法，包括泄压装置、与泄压装置依次连接的上封隔器和下封隔器，泄压装置包括：上阀体在测试时其与钻杆连接，上阀体包括第一壳体以及设置在第一壳体内的限位装置；基座与第一壳体弹性连接，基座还与限位装置连接；下阀体，其包括第二壳体以及可活动地设置在第二壳体在的下阀体活塞，在第二壳体内设置有第二内腔以及第三出水孔，在下阀体活塞中设置有中心流道以及与中心流道连通的第四出水孔，第二内腔还与中心管道连通，中心管道将下阀体、上封隔器和下封隔器连接，在中心管道上设置有试验段出水口。本发明在测试过程中仅通过控制钻杆的上升和下降即可快速对上下封隔器泄压。
联动水压致裂法应力测试装置方法

[发明专利]一种爆破振动信号的P波振相初至识别方法和系统-CN202210779788.5有效
发明人：杨招伟;胡英国;刘美山;罗笙;赵根;吴新霞;黎卫超 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2022-07-04 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G06F18/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种爆破振动信号的P波振相初至识别方法，包括：根据不同爆心距处岩体质点实测爆破振动信号获取振动监测参数，构建反映P波振幅与频率变化的特征函数CF，根据振动监测参数和特征函数CF构建P波初至识别函数，构造反映短时窗变化速率的权重系数，根据权重系数和P波初至识别函数构造P波震相初至时刻拾取特征特征函数，根据P波震相初至时刻拾取特征特征函数采用STA/LTA方法计算不同爆心距处实测爆破振动信号的P波振相初至时刻。该方法实现了P波初至振相拾取结果不受触发阈值设定的影响，保证了拾取结果的精度，确保了P波振相的准确、快速获取。
一种爆破振动信号波振相初至识别方法系统

[发明专利]自由调节井下试验段长度的压水装置及其使用方法-CN202211664809.5在审
发明人：艾凯;李帅;罗笙;付敬;王斌;周朝;张新辉;刘元坤;付平;董志宏;韩晓玉;周春华 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种自由调节井下试验段长度的压水装置及其使用方法，装置包括：钻杆；三通道转换阀，其与钻杆连接，三通道转换阀包括第一通路、第二通路和第三通路，钻杆升降的过程中带动三通道转换阀切换通路；上封隔栓塞，通过第一管道与三通道转换阀的第一通路连通；伸缩杆，一端与上封隔栓塞远离钻杆的一端连接；下封隔栓塞，与伸缩杆的另一端连接，上封隔栓塞与下封隔栓塞之间形成试验段，通过调节伸缩杆的长度即可调节试验段长度；试验段通过第二管道与三通道转换阀的第二通路连通，下封隔栓塞通过第三管道与三通道转换阀的第三通路连通。本发明通过对上下不同栓塞的控制，从而调节上下封隔栓塞之间的距离，从而实现任意调节试验段长度的目的。
自由调节井下试验长度装置及其使用方法

[发明专利]柱体线位移、角位移的测量方法-CN202211650494.9在审
发明人：艾凯;李帅;罗笙;张新辉;付敬;周朝;王斌;刘元坤;付平;董志宏;韩晓玉;周春华 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G01C15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种柱体线位移、角位移的测量方法，包括：步骤1、将三维电子罗盘置入待测柱体的径向截面上，并定义初始坐标系XYZ和罗盘坐标系X`Y`Z`；步骤2、读取三维电子罗盘上的读数，并根据初始坐标系与罗盘坐标系之间的关系，计算柱体轴线单位法向量在初始坐标下的坐标；步骤3、根据步骤2得到的坐标计算柱体轴线单位法向量在初始坐标下的倾角以及其方位角；步骤4、根据柱体的地面固定端与三维电子罗盘所在径向截面之间的距离以及步骤3获得的倾角、方位角计算获得柱体空间线位移，并根据三维电子罗盘读数获取柱体角位移。本发明仅仅通过一个罗盘即可同时测量柱体线位移以及角位移，省时省力。
柱体位移测量方法

[发明专利]瞬态卸荷动力响应发生装置-CN202110854406.6有效
发明人：罗笙;严鹏;卢文波;郭秀敏;卢昂;陈明;王高辉 -专利权人：武汉大学
申请日： 2021-07-28 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： G01N3/313 文献下载
摘要：本发明提供一种瞬态卸荷动力响应发生装置，包括围压施加装置、岩样、储能装置及引爆装置；围压施加装置，其用于给岩样施加围压；岩样，在其中部设置一贯穿的孔口；储能装置，其固定在所述岩样的孔口中以封闭孔口；以及引爆装置，其设置在所述储能装置上，所述引爆装置能破坏所述储能装置。本发明借助钢化玻璃的高抗压强度及结构产生破坏后会瞬间破碎的特性，利用氢氟酸这类可以腐蚀钢化玻璃的试剂使其结构产生不完整性，破坏其应力结构，“引爆”钢化玻璃，在测试过程中无能量的输入，可以得到岩样对瞬态卸荷的动力反应，为瞬态卸荷现象的观测提供了新思路。
瞬态动力响应发生装置

[发明专利]一种聚能爆破辅助掘进的TBM刀盘-CN202211664434.2在审
发明人：罗笙;董志宏;丁秀丽;杨招伟;胡英国;刘元坤;付平;韩晓玉;周春华;艾凯;张新辉;王斌;周朝;卢树盛 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21D9/087 文献下载
摘要：本发明公开了一种聚能爆破辅助掘进的TBM刀盘，包括刀盘盘体以及聚能爆破装置，其中，在刀盘盘体上开设通孔，聚能爆破装置固定在通孔中；其中，聚能爆破装置爆破能使掌子面岩体产生切槽，破坏掌子面岩体的整体性。本发明可边掘进便爆破，聚能爆破装置工作时可对掌子面岩体切槽，破环掌子面岩体的完整性，释放掌子面上的岩体应力，以便于TBM主体刀盘的掘进，在硬岩掘进时，可有效增加TBM掘进速率。
一种爆破辅助掘进 tbm 刀盘

[发明专利]炮孔堵塞装置-CN202211386278.8在审
发明人：罗笙;董志宏;丁秀丽;刘元坤;韩晓玉;周春华;肖云华;付平;艾凯;张新辉;王斌;周朝;方丽琴;茆金柱;杨友刚;郭鹏云;詹程远 -专利权人：长江水利委员会长江科学院
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： F42D1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种炮孔堵塞装置，包括：堵塞体，其设置在炮孔内且用于堵塞炮孔，堵塞体内设置有空腔，在堵塞体内还沿其周向设置有与空腔连通的多个通孔；多个支撑装置，其分别对应地插设在多个通孔中，支撑装置的一端伸入至空腔中，多个支撑装置的端侧在空腔中形成支撑圈；多个弹性限位装置，其沿周向设置在空腔的侧壁上；以及配重体，在其外侧壁沿周向设置有环形卡槽，配重体的一端被限位在支撑圈上，配重体还被多个弹性限位装置夹持以使得配重体被限位在空腔中。本发明可有效减小炸药对阻塞物的作用力，进而大大减小冲孔等现象的发生，增强爆破效果提高炸药能力利用率。
堵塞装置

[发明专利]爆破动力响应模拟装置-CN202111009167.0有效
发明人：罗笙;严鹏;卢文波;胡浩然;刘晓;陈明;王高辉 -专利权人：武汉大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明提供一种爆破动力响应模拟装置，包括围压施加装置、岩样、动力传递装置以及动力发生装置；围压施加装置，其用于对岩样施加围压；岩样，其上开设有爆破试验孔；动力传递装置，其设置在岩样的爆破试验孔中，且在动力传递装置上设置有通孔；以及动力发生装置，其沿孔洞的轴向对动力传递装置施加冲击力；围压施加装置对岩样施加围压，动力发生装置沿轴向对动力传递装置的孔洞施加冲击力，冲击力通过动力传递装置传递给岩样，从而获得岩样受冲击爆破的相应过程。本发明通过流体模拟爆生气体对岩样起裂及裂纹传播的作用，与传统方法相比，提高了准确性，同时避免了试验过程中炸药的使用，大大提高了试验过程的安全性与可操作性。
爆破动力响应模拟装置

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