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专利号: 2017108415660
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种岩土地质体钻孔变形测试装置,简称钻孔变形测试装置,其特征在于,它包括一个正多边形柱状基座,在基座的每个侧面上开有安装槽,通过安装槽固定有悬臂梁式弹性杆,在每个悬臂梁式弹性杆的上下两表面各贴一枚应变计形成单个悬臂梁式位移测量计,悬臂梁式弹性杆为其传感元件,应变计为其感应元件;在每个悬臂梁式弹性杆的顶端安装有向外发散的定位螺丝,定位螺丝作为触点与孔壁紧密接触,接受孔径变形信号,并传递给感应元件,这样多个悬臂梁式位移测量计依次固定在一个基座上面沿基座环向均匀分布组成一个具有多个触点的环形结构,每一个悬臂梁式位移测量计都是相对独立的。

2.如权利要求1所述的岩土地质体钻孔变形测试装置,其特征在于,所述的正多边形指的是边数不小于2n的正多边形,其中n≧2。

3.如权利要求1所述的岩土地质体钻孔变形测试装置,其特征在于,在所述的悬臂梁式弹性杆上表面靠近基座的一端开一个U型宽槽,槽内粘贴一枚应变片,对应位置下表面粘贴一枚应变片。

4.如权利要求1所述的岩土地质体钻孔变形测试装置,其特征在于,基座侧面安装槽的深度与宽度与悬臂梁式弹性杆的厚度与宽度相同。

5.一种如权利要求1-4任一所述的岩土地质体钻孔变形测试装置的测试方法,其特征在于,步骤如下:第一步:根据钻孔的深度设置测点的位置和数目,根据测点数目制作、准备相应数目的钻孔变形测试装置;

制作时,在悬臂梁式弹性杆上粘贴专用应变计、焊接导线、涂抹防护胶,定位螺丝,然后用热塑管将悬臂梁式弹性杆上粘贴应变计的部分包裹起来,防水防潮后,再将悬臂梁式弹性杆用紧固螺丝固定到基座上,调节定位螺丝保证起触头作用的定位螺丝能与孔壁紧密接触;

第二步:对所有悬臂梁式位移测量计进行参数标定,从而标定出各个悬臂梁式位移测量计钻孔变形量与测出的应变之间的换算系数K;

第三步:将所有钻孔变形测试装置通过连杆串联成一体;

第四步:将整个串联结构用外包软套进行封装,封装时,将所有应变片的导线贴着钻孔变形测试装置的表体引出;

第五步:将串联封装后的钻孔变形测试装置安装到钻孔中,安装时,要求定位螺丝刚好处于测点,并保证串联封装后的钻孔变形测试装置的中心与钻孔的中心重合;

第六步:将所有导线连接到孔外应变采集器各自的接口上,应变采集器再与计算机相连,通过应变采集器和计算机进行钻孔变形静态及动态监测;

第七步:数据导出及后处理,得到各测点变形量,拟合出变形后钻孔的形状。

6.如权利要求5所述的测试方法,其特征在于,悬臂梁式弹性杆上的两枚应变计按应变电测法的半桥测量电路接入应变采集器,应变采集器通过软件与计算机相连,则应变采集器所测悬臂梁式弹性杆的应变εd与定位螺丝触头所感受到的钻孔变形△d成正比,即△d=Kεd。

7.如权利要求5所述的测试方法,其特征在于,第三步所述的串联方法是:基座中心开有起串联作用的螺纹孔,在螺纹孔中穿过一根螺杆,相邻钻孔变形测试装置的螺杆之间再旋上一根连杆,这样通过螺杆和连杆将所有的钻孔变形测试装置串联成一体。

8.如权利要求5所述的测试方法,其特征在于,所述的连杆的截面形状为与基座的截面形状一样,连杆各侧面开半圆布线槽。