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【发明授权】一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法及装置_中国科学院武汉岩土力学研究所_201810099199.6 

申请/专利权人:中国科学院武汉岩土力学研究所

申请日:2018-01-31

公开(公告)日:2020-07-24

公开(公告)号:CN108398315B

主分类号:G01N3/02(20060101)

分类号:G01N3/02(20060101)

优先权:

专利状态码:失效-未缴年费专利权终止

法律状态:2022.01.11#未缴年费专利权终止;2018.09.07#实质审查的生效;2018.08.14#公开

摘要:本发明公开了一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法及装置,将两个气囊安装在固定装置上,并在两个气囊上分别设置应变片敷设片和粘结剂存储装置,其中应变片敷设片上设置有与粘结剂存储装置连接的凹槽;将应变片临时固定在应变片敷设片上,并将气囊输送到小钻孔内设定位置;先对粘结剂所在的气囊充气,挤压粘结剂于凹槽和钻孔内壁之间,再对应变片敷设片所在的气囊充气,将应变片粘贴于钻孔内壁;待应变片固定后,扭转进行气囊、粘结剂存储装置和应变片敷设片的回收,完成应变片的粘贴。可便捷精确的实现岩石小钻孔内壁应变片粘贴工作。

主权项:1.一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:包括主杆体1,主杆体1一端设置有具有充放气功能的主压气囊2和辅压气囊3,所述主压气囊2上设置有带凹槽6的应变片敷设片5,所述辅压气囊3上设置有与凹槽6连接的用于存储粘结剂的粘结剂主仓4,所述粘结剂主仓4具有弹性;所述主杆体1上设置有刻度尺19和角度表20;所述粘结剂为502胶水,所述应变片敷设片5为聚乙烯材质;所述主压气囊2上还设置有粘结剂副仓7,所述粘结剂副仓7通过导管与凹槽6连接,所述粘结剂副仓7内设置有海绵片8。

全文数据:一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法及装置技术领域[0001]本发明属于岩石力学试验技术领域,涉及一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法及装置。背景技术[0002]在进行岩石应力解除试验时需测试岩石在外界荷载下的岩石的应变值,多采用应变片进行测试,应变片具有高精度,价格低廉等优点,一般将应变片粘贴在试件的外表面。当需要测试岩石内部应变时,如加卸载状态下岩石小钻孔内壁变形特征,因钻孔尺寸太小,约3〜5cm,孔深10〜30cm,空间狭小,粘贴应变片非常困难,需要采取特殊措施才能进行操作,缺少便捷精确的岩石小钻孔内壁应变片粘贴工具或装置。发明内容[0003]本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题,提供一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法及装置。可便捷精确的实现岩石小钻孔内壁应变片粘贴工作。[0004]为了实现上述目的,本发明所设计的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:[0005]S1将两个气囊安装在固定装置上,并在两个气囊上分别设置应变片敷设片和粘结剂存储装置,其中应变片敷设片上设置有与粘结剂存储装置连接的凹槽,该固定装置上还设置有刻度尺和角度表;[0006]S2将应变片临时固定在应变片敷设片中心,并将气囊输送到小钻孔内设定位置;[0007]S3先对粘结剂所在的气囊充气,挤压粘结剂于凹槽和钻孔内壁之间,再对应变片敷设片所在的气囊充气,将应变片粘贴于钻孔内壁;[0008]S4待应变片固定后,解除气囊气压,扭转进行气囊、粘结剂存储装置和应变片敷设片的回收,完成应变片的粘贴。[0009]本发明还设计了一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特殊之处在于:包括主杆体,主杆体一端设置有具有充放气功能的主压气囊和辅压气囊,所述主压气囊上设置有带凹槽的应变片敷设片,所述辅压气囊上设置有与凹槽连接的用于存储粘结剂的粘结剂主仓,所述粘结剂主仓具有弹性;所述主杆体上设置有刻度尺和角度表。进一步地,所述粘结剂为502胶水,所述应变片敷设片为聚乙烯材质。[0010]进一步地,所述主压气囊上还设置有粘结剂副仓,所述粘结剂副仓通过导管与凹槽连接,所述粘结剂副仓内设置有海绵片。[0011]进一步地,所述主杆体一端端头还设置有端部限位卡,所述端部限位卡四周均布有多个弹性限位条。[0012]进一步地,所述刻度尺的初始刻度值为应变片敷设片中心至刻度尺的直线距离。[0013]进一步地,所述角度表安装在主杆体另一端,所述角度表的零刻度线与应变片敷设片的中心处于同一相位。[0014]进一步地,所述主压气囊和辅压气囊之间设置有中部限位卡。隔开两个气囊,因为两个气囊不是同步加压,如果没有中部限位卡,高压一侧的气囊可能会爆裂,或者压力达不到理想状态。[0015]进一步地,所述角度表包括圆形凹状背板和圆形表盘,所述圆形表盘正面刻有角度刻度盘,角度刻度盘的零刻线与应变片敷设片的中心处于同一相位,所述圆形表盘的中心设置中心孔、安装指针和指针轴,圆形表盘背面一侧的指针轴紧固连接铅锤,角度表最外侧安装石英玻璃片,所述圆形凹状背板、圆形表盘、石英玻璃片之间充填透明甘油。[0016]进一步地,所述凹槽为应变片敷设片整体折弯成的弧形结构。[0017]本发明的优点在于:[0018]1快速、便捷的实现岩石小钻孔内壁应变片粘贴;[0019]2实现岩石小钻孔内壁应变片粘贴精确定位;[0020]3结构简单易加工,操作方便。附图说明[0021]图1是本发明的整体结构图;[0022]图2是Ai_Ai截面视图;[0023]图3是A2_A2截面视图;[0024]图4是角度表主视图;[0025]图5是角度表左视图。[0026]其中:1-内杆体、2-主压气囊、3-辅压气囊、4-粘结剂主仓、5-应变片敷设片、6-凹槽、7-粘结剂副仓、8-海绵片、9a-第一导管、9b-第二导管、10-端部限位卡、11-弹性限位条、12-中部限位卡、15-主压气囊导管槽、16-主压气囊充气导管、17-辅压气囊导管槽、18-辅压气囊充气导管、19-刻度尺、20-角度表嵌槽、21-角度表、22-表盘、23-角度刻度盘、24-指针、25-指针轴、26-中心孔、27-铅锤、28-背板、29-石英玻璃片、30-钻孔。具体实施方式[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述:[0028]本发明涉及一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法,包括以下步骤:[0029]S1将两个气囊安装在固定装置上,并在两个气囊上分别设置应变片敷设片和粘结剂存储装置,其中应变片敷设片上设置有与粘结剂存储装置连接的凹槽;[0030]S2将应变片临时固定在应变片敷设片中心,并将气囊输送到小钻孔内设定位置;[0031]S3先对粘结剂所在的气囊充气,挤压粘结剂于凹槽和钻孔内壁之间,再对应变片敷设片所在的气囊充气,将应变片粘贴于钻孔内壁;[0032]S4待应变片固定后,解除气囊气压,扭转进行气囊、粘结剂存储装置和应变片敷设片的回收,完成应变片的粘贴。[0033]为方便观测,该杆体上设置刻度尺和角度表。[0034]本发明所设计的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,包括以下结构:内杆体1、主压气囊2、辅压气囊3、粘结剂主仓4、应变片敷设片5、凹槽6、粘结剂副仓7、海绵片8、第一导管9a、第二导管9b、端部限位卡10、弹性限位条11、中部限位卡12、应变片13、应变片导线14、主压气囊导管槽15、主压气囊充气导管I6、辅压气囊导管槽17、辅压气囊充气导管丨8、刻度尺19、角度表嵌槽2〇、角度表21、表盘22、角度刻度盘23、指针24、指针轴25、中心孔26、铅锤27、背板28、石英玻璃片29。[0035]其中,主杆体1用圆柱状硬质塑料制作,其外径小于设计钻孔30的内径,主杆体1前端设置端部限位卡10,端部限位卡10上设置6〜8个弹性限位条11,可使主杆体1的中心与钻孔30中心大致重合。主杆体丨靠近前端6〜8cm长度段较细,用于安装主压气囊2和辅压气囊3,主压气囊2和辅压气囊3设有中部限位卡12。辅压气囊3上安装扁形弹性聚乙烯材料制作的粘结剂主仓4;主压气囊2上设置聚乙烯制作的应变片敷设片5,厚度1〜2mm,应变片敷设片5有一定弯曲形成凹槽6,应变片敷设片5有一定弹性,凸起部分可紧贴钻孔30内壁,[0036]凹槽6与钻孔30内壁形成缝隙。主压气囊2上安装4ram厚壁硬质聚乙烯材料制作的扁形粘结剂副仓7,内置海绵片8。凹槽6和粘结剂副仓7通过第一导管9a联通,凹槽6和粘结剂主仓通过第二导管9b联通。辅压气囊3后的主干体1上设置刻度尺19单位:厘米),其初始刻度值为应变片敷设片5中心至刻度尺19的直线距离单位:厘米)。主干体1上设置主压气囊导管槽15和辅压气囊导管槽17,分别安装主压气囊充气导管16和辅压气囊充气导管18,主压气囊充气导管16和辅压气囊充气导管18外端漏出主干体1。主杆体1后端设置角度表嵌槽20,安装角度表21。[0037]角度表21设置有圆形凹状背板28和圆形表盘22,表盘22正面刻有角度刻度盘23,角度刻度盘23的零刻线与应变片敷设片5的中心处于同一相位。圆形表盘22的中心设置中心孔26、安装指针24和指针轴四,圆形表盘22背面一侧的指针轴25紧固连接铅锤27,角度表21最外侧安装石英玻璃片29。凹状背板28、圆形表盘22、石英玻璃片29之间充填透明甘油,甘油可起到阻尼作用,防止转动时铅锤26摆动过猛,使指针迅速定位,同时可对角度表21的内部元件起到保护作用,防止锈蚀。使用时,先按预定设计方向将应变片13正面(即有凸起焊点的一面)用双面胶临时粘贴固定在应变片敷设片5上(临时固定的双面胶强度很低,容易剥离),应变片13与应变片敷设片5中心重合,应变片导线13通过缝隙牵引出钻孔30外。粘结剂主仓4内预先充满液态502粘结剂。将整个装置伸入钻孔内,由刻度尺18确定预粘贴深度。转动主杆体1,由角度表21判断角度径向位置。先通过辅压气囊充气导管18加气压将辅压气囊3充满空气挤压粘结剂主仓4,液态粘结剂经由第二导管9b流出附着在应变片敷设片5上的凹槽6与钻孔30内壁之间的缝隙,多余液态粘结剂经由第一导管9a流入粘结剂副仓7,被海绵片8吸收。然后通过主压气囊充气导管16向主压气囊2中充气加压,使得应变片13背面(即无凸起焊点的一面紧贴钻孔30内壁,5〜10分钟后,应变片13与钻孔30内壁之间的502液体固化粘紧,而聚乙烯材料制作的应变片敷设片5不能被粘住。解除主压气囊2、辅压气囊3的高压充气状态,轻轻转动装置约30°角使应变片13正面与变片敷设片5分离再缓慢拔出装置。因,残留502液体可能会阻塞粘结剂主仓4与粘结剂副仓7,因而每使用一次需更换粘结剂主仓4与粘结剂副仓7,确保第一导管9a与第二导管9b通畅。[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求:1.一种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴方法,其特征在于,包括以下步骤:S1将两个气囊安装在固定装置上,并在两个气囊上分别设置应变片敷设片和粘结剂存储装置,其中应变片敷设片上设置有与粘结剂存储装置连接的凹槽,该固定装置上还设置有刻度尺和角度表;S2将应变片临时固定在应变片敷设片中心,并将气囊输送到小钻孔内设定位置;S3先对粘结剂所在的气囊充气,挤压粘结剂于凹槽和钻孔内壁之间,再对应变片敷设片所在的气囊充气,将应变片粘贴于钻孔内壁;S4待应变片固定后,解除气囊气压,扭转固定装置进行气囊、粘结剂存储装置和应变片敷设片的回收,完成应变片的粘贴。2.—种岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:包括主杆体(1,主杆体⑴一端设置有具有充放气功能的主压气囊⑵和辅压气囊3,所述主压气囊⑵上设置有带凹槽⑹的应变片敷设片5,所述辅压气囊⑶上设置有与凹槽⑹连接的用于存储粘结剂的粘结剂主仓4,所述粘结剂主仓4具有弹性;所述主杆体1上设置有刻度尺19和角度表20。3.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述粘结剂为502胶水,所述应变片敷设片5为聚乙烯材质。4.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述主压气囊(2上还设置有粘结剂副仓7,所述粘结剂副仓7通过导管与凹槽6连接,所述粘结剂副仓⑺内设置有海绵片8。5.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述主杆体(1一端端头还设置有端部限位卡d〇,所述端部限位卡(1〇四周均布有多个弹性限位条11。6.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述刻度尺19的初始刻度值为应变片敷设片5中心至刻度尺I9的直线距离。7.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述角度表21安装在主杆体1另一端,所述角度表21的零刻度线与应变片敷设片5的中心处于同一相位。8.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述主压气囊2和辅压气囊C3之间设置有中部限位卡12。9.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述角度表21包括圆形凹状背板28和圆形表盘22,所述圆形表盘22正面刻有角度刻度盘23,角度刻度盘23的零刻线与应变片敷设片5的中心处于同一相位,所述圆形表盘22的中心设置中心孔26、安装指针24和指针轴25,圆形表盘22背面一侧的指针轴紧固连接铅锤27,角度表21最外侧安装石英玻璃片29,所述圆形凹状背板28、圆形表盘22、石英玻璃片29之间充填透明甘油。10.根据权利要求2所述的岩石应力解除试验小钻孔内壁应变片粘贴装置,其特征在于:所述凹槽6为应变片敷设片5整体折弯成的弧形结构。

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