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YJ-81型压磁式应力计与36-2型钢环式变形计比较

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:哈斯特的压磁式应力计和我国地质力学研究所与地壳应力研究所研制的YJ-81型压磁式应力计,都是通过触头和滑块改变磁心的负荷力,引起磁心的磁导率变化,线圈的电感量也随之改变[35][36]。YJ-81型压磁式应力计和36-2型钢环式变形计是国内应用比较广泛的钻孔孔径变形测量法的两种设备,它们的结构示意图如图3-14和图3-15所示。

YJ-81型压磁式应力计与36-2型钢环式变形计比较

钻孔孔径变形测量法的相应测量设备为各种型号的钻孔孔径变形计。

钻孔孔径变形计的感应元件有压磁磁心和电阻丝应变片两种。哈斯特的压磁式应力计和我国地质力学研究所与地壳应力研究所研制的YJ-81型压磁式应力计,都是通过触头和滑块改变磁心的负荷力,引起磁心的磁导率变化,线圈的电感量也随之改变[35][36]。美国USBM型钻孔变形计是将电阻丝应变片粘贴在探头内的悬臂梁上,中国科学院武汉岩土力学研究所的36-2型钢环式变形计是将电阻丝应变片粘贴在探头内的4个薄壁钢环上[37]。这些变形计都是通过感应元件的触头与钻孔岩壁紧密接触来接受孔径变形传来的讯号,再转化为电量变化,根据率定曲线换算为孔径变形。

钻孔孔径变形测量法的突出特点,是感应元件安装在变形计的内部,而不与钻孔岩壁直接接触,因此变形计可在室内安装、率定,不仅在现场操作简便,可以重复使用,确保测量元件的线性、稳定性,而且防水性能良好,可在含水钻孔中测量。但是触头与钻孔岩壁接触的状态,将是它们在实际测量时需要重视的问题,例如压磁式应力计需要增加一个对触头加预压的加力系统,钢环式变形计需要根据测量钻孔的孔径,随时更换触头的长度。YJ-81型压磁式应力计和36-2型钢环式变形计是国内应用比较广泛的钻孔孔径变形测量法的两种设备,它们的结构示意图如图3-14和图3-15所示。

图3-14 YJ-71型压磁式应力计结构示意图

1-接头 2-反螺纹连接筒 3-加力杆 4-加力螺母 5-空心螺丝6-弹簧销 7-套筒一节 8-套筒二节 9-拉架接头 10-滑楔11-套筒三节 12-套筒四节 13-定向接头 14-底边

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图3-15 36-2型钢环式变形计结构示意图

1-钢环架 2-钢环 3-触头 4-外壳 5-定位器 6-测量电缆

不论是哪种形式的变形计,都布设有4对触头,即t=4,它们的极角θi=0°,45°,90°,135°;而交汇的测量钻孔采用3个共处于同一水平面的水平孔,即s=3,αi=0°(i=1~3),它们的相对方位角β0-βi=0°,45°,-45°,如图3-16所示。这种钻孔孔径变形计和测量钻孔的布置形式可获得12个观测值方程,它们的应力系数Ak1~Ak6列于表3-10。

图3-16 钻孔孔径变形计测量钻孔和触头的布置

表3-10 钻孔孔径变形计应力系数Ak1~Ak6
(β0i=0°,45°,-45°;θi=0°,45°,90°,135°)

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