深孔空心包体法地应力测量仪及其应用实例

 介绍用于深孔地应力测量的深孔空心包体法地应力测量仪的组成结构及辅助工具,并给出该仪器的应用实例。传统的应力解除仪器只适用于浅孔,不适用于深孔。深孔空心包体地应力测量仪将原来井上应变仪、井下空心包体应变计、电子罗盘等集成于一体,制成无电缆微型探头,测量时将微型探头安装到孔内预定位置进行测量。用该仪器在上海市浦东地震监测中心张江观测孔进行实际应用,获得365和385 m深处的三维地应力实测数据,测量结果显示张江观测孔最大主应力近水平,方向为近EW向,最大主应力值为8. 5～9.0 MPa,最小主应力近于铅直,大小与上覆岩层压力相近。实测表明深孔空心包体地应力测量仪适用于深孔三维地应力测量。     

岩体应力测试的资料整理及其精度分析

目前,国内在钻孔中用应力解除的方法测量岩体应力。常采用三类测试元件,即钻孔三向应变计、钻孔孔径变形计和钻孔孔底应变计。本文把它们的测试资料整理方法归纳成一个形式,以便可靠和方便地应用数理统计方法,通过电子计算机来确定岩体应力场;同时,分析比较了这三类方法的测量精度,初步探索了精度变化规律。     

水压致裂原地应力测试井下水压力数据采集系统及其应用研究

中国地震局地壳应力研究所首次研发了水压致裂原地应力测量井下压力数据采集系统。该系统的使用可以对井下压裂段的水压力进行较为精确的测量,克服了水压致裂测试系统柔性以及测段孔壁孔隙压力的不均匀性等因素对测试结果的影响,大大提高了水压致裂应力测试的精度。现场测试表明,井下压力采集系统运行的稳定性、环境适用性都达到了应用的要求。笔者课题组运用该系统成功的进行2个测段的原地应力测试,并分别对比分析各测段的井下和地面采集系统得到的数据。结果显示,测试深度越大,测试结果受系统柔性和其他不确定性因素的影响也越大,最终的计算结果误差也越大。压裂过程中,地面采集压裂曲线在升压阶段的压力梯度和井下压力采集曲线基本一致;降压阶段,地面采集曲线的压力梯度要明显大于井下数据采集曲线的压力梯度;地面压力采集计算得到各个压力特征值尤其重张压力值,以及原地应力值比井下数据采集得到的准确值要偏小。     

一种便捷式电梯钢丝绳电子张力测量装置的设计

针对目前电梯钢丝绳张力检测方法操作繁琐、精度不高、携带不便的缺点,提出了一种在操作方式上类似于普通弹簧秤测力法的电梯钢丝绳电子张力测量装置。该张力测量装置包括电子张力计及其工装两部分,介绍了电子张力计的控制系统设计以及电子张力计工装的结构设计。经样机测试,该电子张力测量装置的张角数据采集处理、张力数据采集处理、张力偏差计算和张力差结果判断功能模块运行正常,达到了设计的预期功能要求。     

矿井通风机风流参数实时监测装置的研制

矿井通风安全是井下安全生产的重要组成部分.为了保证井下安全生产,需要对通风机的风量、风压进行实时有效的监测.介绍了以ATmega16单片机为核心的用于矿山通风系统的新型风流参数监测装置的工作原理,硬件、软件的设计及现场测试情况.该装置能实现实时监测、就地显示、上位机传输等功能.现场测试结果表明该装置具有高测量精度和可靠性.     

无线双核应变应力测量装置的研制及应用

本文在基于传统无线应变测试技术基础之上研究设计了一种无线双核应力测试装置,从硬件架构上解决了无线网络的同步性问题。本设备主要由三部分组成:测量电路,数据处理单元和无线射频单元。而无线射频单元采用独立的数据处理模块,和外部的数据处理模块构成一个双核系统,在进行同步数据采集时,直接由射频单元内的时钟发送脉冲信号来控制采集电路,从而大大降低了时间延误,提高了数据的同步精度。本文主要论述了应变测试原理、无线应变采集装置原理、采集电路、双核数据处理电路以及最终产品的具体实现。最后,利用本设备在闸门支臂启闭过程中进行了应力测试,测试结果显示,该设备完全满足工程测试要求,系统性能稳定、测量精度及同步精度较高。     

基于磁弹效应的高强钢丝应力监测实验研究北大核心

高强钢丝作为钢缆索的主要承力部件,它的受力情况直接影响到钢缆索的安全状况,对高强钢丝进行应力监测是评价钢缆索安全状况的有效手段,也是进行钢缆索整体索力监测的研究基础综述了传统的钢结构应力监测方法,讨论了基于磁弹效应的应力监测方法的优势并详细介绍了它的基本原理——磁弹效应。建立了进行高强钢丝应力监测研究的实验装置,开发了一套基于LabVIEW平台的测试系统,并对7mm高强钢丝进行了基于磁弹效应的应力监测实验实验表明,基于磁弹效应的应力监测方法不需要了解受力历史,可直接对高强钢丝的应力进行测量,且具有较高测试精度、较好的稳定性和可重复性。     

MCL-6型井下(坑道)三分量磁力仪系统的解释方法与实际应用

由于地表矿、浅层矿越来越难于寻找,原有的地表仪器很难完成寻找隐伏矿、盲矿的重任,井下(坑道)MCL-6新型磁力仪能很好地完成这方面的工作。该磁力仪是一种基于磁通门探头结合磁三分量的原理利用计算机智能控制的井下新型磁力仪,主要用于磁铁矿勘查。通过磁场异常值的矢量图和曲线图可以很直观地发现磁异常体的大概方位。对于寻找磁性盲矿体,坑道的走向等问题有一定的指导作用。     

基于磁弹效应的螺纹钢筋全量应力监测

由于力学性能优越,安装运输方便,螺纹钢作为重要的承载构件,广泛应用于土木工程结构。因此,对于结构关键部位的螺纹钢的受力情况进行监测十分重要。首先简单介绍了目前螺纹钢的应力监测方式,然后提出了一种新型的基于磁弹效应的应力监测方法,并对其测量原理进行了推导。设计开发磁弹应力传感器和相应的磁弹应力监测系统。同时,选择实际应用广泛的规格为HRB400直径16 mm的螺纹钢,进行多次张拉试验,对该测量系统的测量精度和稳定性进行验证。试验结果表明,所研发的磁弹应力测量系统,测量精度高,重复性好,受环境影响因素小,满足实际工程中螺纹钢全量应力监(检)测需要。     

土工静力–动力液压三轴扭转多功能剪切仪数据采集处理系统

将从日本引进的新型土工静力–动力液压三轴扭转多功能剪切仪,配备了工业控制计算机和高精度模数转换接口板,以VC 6.0语言作为编程平台,利用现代计算机技术中的多线程编程技术和计算机绘图技术,实现三轴扭转试验仪的计算机数据采集处理系统,完成试验全过程的应力、应变和孔压等12种数据的实时监测、绘制实时动态曲线及实时数据采集处理,或形成数据文件供后期数据处理绘图。系统使用工控机内部高频时钟进行精确的系统采样定时,使试验仪采样周期的精确度达到微秒级,有效地保证数据采集精度改造后的试验仪数据采集处理系统不仅使试验数据的精确采集、处理过程全部自动化,且成功地完成对试验数据后续处理,如滞回圈等非规则曲线面积及莫尔圆公切线求解等一系列复杂计算。     

磁应变法残余应力检测试验研究

磁应变法近年来在工程结构残余应力检测方面得到了迅速发展,具有设备简单、操作方便等优点,能方便得到残余应力分布形式,但数值精度不高。采用热轧H形钢加载回弹试验制作了标准残余应力试件,利用磁应变法和盲孔法分别测试了残余应力。通过与有限元计算结果比较发现,盲孔法测得残余应力分布和数值均与计算结果吻合良好。磁应变法测得的残余应力分布正确,但数值随不同处理方法精度不同。研究了提高磁应变法数值精度的方法,得到了采用峰值残余应力处盲孔法数值为基准可有效提高测试精度的重要结论。     

应力解除法在某金矿地应力测量中的新进展

本文介绍了应力解除法在胶东某金矿地应力测量中的应用。在测量过程和结果计算中使用了改进型空心包体应变计,完全温度补偿技术,自动数据采集记录系统和双迭代法求解测点Ｋ系数、岩石弹性模量、泊松比和地应力的新方法,有效在保证了测量结果的精度。矿区地应力场实测结果和区域构造应力场显示了良好的一致性,有力地证明了实测结果的可靠性和正确性。     

混凝土桥面铺装防水粘结层现场检测技术研究

对丙烯酸树脂、水性环氧沥青和高粘乳化沥青分别采用电子拉拔仪、拉力试验机和沥青混合料试验机进行混凝土桥面铺装防水粘结层粘结强度测试结果表明,对柔性沥青材料,电子拉拔仪无法提供更大的测量行程,残留沥青材料的二次粘结作用会导致测试结果差异较大;对电子拉拔仪产生的测量误差进行分析,选择测量行程较大的现场拉拔仪,同时拉拔块与支撑之间具有足够的间隙,与拉力试验机对比测试发现,能有效提高沥青防水粘结层材料的测量精度,可作为防水粘结层粘结强度现场测试仪器。     

国外文摘

无接触法测定材料的含水率德国Rembe有限责任公司最近开发出一种含水率测量系统,该系统可广泛应用于粘土制品工业中.它是由一个探头和微型电子控制装置组成,其原理是根据物料对特定红外线的吸收作用,当红外辐射源发射的红外光部分被物料吸收后,其余部分被物料反射出来,这部分经一反射镜反射到探头上,通过测量反射的红外辐射量可以确定物料的含水率.该装置可以放在生产线上的任何位置,如输送带的上方或给料机上,只要安装在被测物料的上方即可,测量物料的含水率可高达40%,测量精度为±1%,由于采用高频脉冲红外辐射,所以可以实现实时高速水分的测定.     

中阳县高家庄煤矿贯通测量及精度分析

煤矿井下贯通测量是煤矿测量工作中的一项关键工作,山西省中阳县荣欣焦化有限公司高家庄一矿主井与二矿主井贯通测量,对地面近井点采用全球定位系统GPS进行了测量、井下陀螺经纬仪定向,达到了测量工作各项技术规范,提出贯通测量的步骤和要求,通过测量结果精度分析,采取了保证精度的技术措施,使得此次贯通能够顺利实现。     

井下极端条件核磁共振探测系统研制

简要介绍2005年至今笔者课题组在井下极端条件核磁共振探测系统研制方面的成果。这里的极端条件是指:高温、高压、仪器体积受到严格限制、测量时处于运动状态、被测样品处于探头之外、低场、低信噪比等。处于井下极端条件的核磁共振探测与常规条件下的核磁共振探测很不相同,需要特殊的探头和测控系统,对降噪及资料处理和解释也提出一系列技术和工艺要求。围绕井下极端条件核磁共振探测的关键科学问题、技术问题、工程问题、工艺问题,介绍解决方法和相应进展,包括探测系统的基本组成与研发流程,探头设计与实现,测控系统设计与实现,降噪方法与效果,数据采集及处理软件的设计与实现。设计制作并测试偏心型和居中型两种探头、全套电子线路及降噪方法、采集与处理软件。所研制的探测系统已经投入到工程化应用,提升了中国石油工业高端技术的水平。     

基于磁弹效应的预应力钢绞线全量应力监测实验研究

预应力钢绞线是预应力结构的关键承力部件,其应力状态直接影响预应力结构的承载能力。对钢绞线进行全量应力监测是评价预应力结构安全状况的有效手段。本文分析了预应力钢绞线全量应力监测的特殊性,讨论了基于磁弹效应的应力监测方法的优势,介绍了其工作原理及系统组成。建立了进行钢绞线全量应力监测研究的实验装置,开发了一套基于Lab VIEW平台的测试系统,并对标号15-7Φ5的钢绞线进行了应力监测实验。内容包括单根钢绞线的传感器标定、被测钢绞线周围加其他钢绞线的传感器标定以及用前者标定公式进行后者应力测量的有效性验证。实验证明所研发的基于磁弹效应的应力监测系统测量精度高、可重复性好和抗磁干扰能力强,适合预应力钢绞线的全量应力监测。     

土工静力-动力液压三轴扭转多功能剪切仪数据采集处理系统

将从日本引进的新型土工静力一动力液压三轴扭转多功能剪切仪，配备了工业控制计算机和高精度模数转换接口板，以VC＋＋6．0语言作为编程平台，利用现代计算机技术中的多线程编程技术和计算机绘图技术，实现三轴扭转试验仪的计算机数据采集处理系统，完成试验全过程的应力、应变和孔压等12种数据的实时监测、绘制实时动态曲线及实时数据采集处理，或形成数据文件供后期数据处理绘图。系统使用工控机内部高频时钟进行精确的系统采样定时，使试验仪采样周期的精确度达到微秒级，有效地保证数据采集精度改造后的试验仪数据采集处理系统不仅使试验数据的精确采集、处理过程全部自动化，且成功地完成对试验数据后续处理，如滞回圈等非规则曲线面积及莫尔圆公切线求解等一系列复杂计算。     

基于双温度补偿的瞬接续采型空心包体地应力测试技术研究

为满足地应力精确测量和长期监测的技术发展要求,基于空心包体应变计地应力测量技术,通过对采集电路稳定性、完全温度补偿技术数字化及复杂环境下装备适应性进行研究,开发出具有瞬时采集、断电续采功能的前端数字化采集系统。基于温度自补偿技术及双温度补偿设计实现完全温度补偿技术在前端数字化型空心包体应变计地应力测量中的应用。室内标定试验和现场测试数据显示,双温度补偿技术对原温度补偿算法数据的修正量达到15%。采用围压率定法和真三维地应力试验台进行模拟现场条件的室内测试,结果显示数据真实反映空间应力变化。在3组现场地应力测量中,应变数据真实反映解除过程的岩芯缺陷、构造扰动、温度变化影响及解除应力演化过程,双温度影响修正应变值分别为64,86με。在温度强扰动条件下,通过双温度补偿算法修正,数据稳定性仍然达到了30 min内数据波动幅度小于5με的标准。双温度补偿算法的瞬接续采型前端数字化空心包体应变计地应力测量技术在室内试验和现场测试中均表现了良好的测试精度和采集系统稳定性。     

地铁盾构导向联系测量的工程实践

盾构法施工具有对地面交通影响小、高效、环保等优点,逐渐为城市地铁广泛采用。联系测量是保障盾构施工的最关键工作之一。本文结合南京地铁1号线南延线TA08标胜太路车站盾构联系测量工程实例,具体分析了在地铁盾构施工中采用吊钢丝两井定向和导线定向的方法将地面坐标传递至井下的过程及精度。实践表明,吊钢丝两井定向和导线定向的方法坐标传递的精度能够满足盾构施工的要求。