1.采用现场快速测量地应力的装置进行地应力测量的方法,所述现场快速测量地应力的装置包括溶液喷射装置(1),所述溶液喷射装置(1)包括主体结构(3),所述主体结构(3)的内部设置有隔层(2),所述主体结构(3)上设置有孔洞;所述溶液喷射装置(1)整体设置在待测量的地应力测量孔的内部;所述溶液喷射装置(1)的内部盛放有腐蚀性溶液(8);所述溶液喷射装置(1)与用于对其进行加压的气压装置(4)相连通;
所述隔层(2)采用防腐蚀的软管制作;所述软管直径大小根据主体结构(3)的大小确定;
所述主体结构(3)采用两根不同直径的圆管同心套装固定而成,主体结构(3)的底端采用封闭结构,顶端采用开口结构;
包括用于对腐蚀之后的地应力测量孔进行三维扫描的三维扫描仪(7),三维扫描仪(7)通过信号线与用于对扫描结果进行分析的计算机相连;
所述地应力测量孔是采用钻孔设备在测量现场对钙质岩石钻取一定直径大小的孔洞形成,并在钻孔结束后将地应力测量孔内的碎屑清理干净;
其特征在于,所述地应力测量的方法包括以下步骤:
步骤1,材料准备:准备溶液喷射装置(1)所需要的隔层(2)和主体结构(3),气压装置(4),钻孔设备,打孔器,三维扫描仪(7),腐蚀性溶液(8),防腐蚀涂料;
步骤2,溶液喷射装置(1)的制作:将两个直径不同的PVC管同心套装固定成一起形成主体结构(3),并采用打孔器在主体结构(3)上均匀的打孔,并将隔层(2)布置在两个PVC管的夹层部位;所述主体结构(3)直径大小、孔洞大小和密度根据所要测量的地应力测量孔尺寸所确定;
步骤3,钻取地应力测量孔:采用钻孔设备在测量现场对钙质岩石钻取一定直径大小的地应力测量孔,并在钻孔结束后将地应力测量孔内的碎屑清理干净,防止多余的岩石影响实验结果;
步骤4,配备腐蚀性溶液(8):配置一定浓度和一定容量的腐蚀性溶液,所述腐蚀性溶液根据所要测量地应力的岩石性质,对于钙质类岩石,选择采用稀盐酸或者稀硫酸,使得腐蚀性溶液更容易发挥作用,使得岩石变化明显,便于实验数据的处理;若测量过程中岩石的反应不明显,则改变腐蚀性溶液的浓度再次进行测量;
步骤5,涂抹防腐蚀涂料:将防腐蚀涂料涂抹在气压装置和主体结构内部,避免测量过程中溶液对其造成腐蚀,影响地应力测量的进行;
步骤6,地应力测量:将溶液喷射装置(1)布置在所钻取好的地应力测量孔内部,将腐蚀性溶液填满其内部,通过气压装置(4)提供压力将溶液均匀的喷射至地应力测量孔的内壁,加压的同时将隔层(2)迅速抽走,避免测量过程中溶液对其造成腐蚀,影响地应力测量的进行;
步骤7,数据分析:将三维扫描仪(7)在喷射溶液一段时间后伸入地应力测量孔内部,对洞壁的腐蚀情况进行扫描,并将数据传送至计算机,通过软件分析岩壁表面的腐蚀情况确定岩石不同深度的地应力分布情况。
2.根据权利要求1所述的采用现场快速测量地应力的装置进行地应力测量的方法,其特征在于:所述主体结构(3)上的孔洞采用打孔器钻取而成,所述孔洞的大小和密度根据所要测量的地应力测量孔尺寸确定。
3.根据权利要求1所述的采用现场快速测量地应力的装置进行地应力测量的方法,其特征在于:所述腐蚀性溶液(8)根据所要测量地应力的岩石性质确定,对于钙质岩石,选用稀盐酸或者稀硫酸溶液。
4.根据权利要求1所述的采用现场快速测量地应力的装置进行地应力测量的方法,其特征在于:所述主体结构(3)的圆管采用PVC管材料裁剪而成。
5.根据权利要求1所述的采用现场快速测量地应力的装置进行地应力测量的方法,其特征在于:所述主体结构(3)和气压装置(4)的内、外壁上涂抹有防腐蚀涂料。