專利名稱：滑動變形計拉索式測試操作系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種滑動變形計及滑動測微計的拉索式測試操作系統。
目前國際上流行的滑動變形計或滑動測微計(用以測試巖體內部變形規律)測試系統，主要由測量線、變形計、導向鏈、拉桿及地面裝置構成。測量線系埋設于鉆孔內的一組塑料導管。導管沿孔長由水泥漿粘結于鉆孔孔壁。導管長一米，首尾相接，接頭處裝設一個測量標記。測量標記內有一個帶縱向溝槽的測量環。變形計兩端的球形測頭也帶有縱向溝槽，使之形成四瓣。導向鏈連接在變形計底端。拉桿單根長二米，使用總根數視測量線總長而定。測試時將拉桿接于變形計頂端，將變形計測頭十字瓣對準測量環溝槽，此滑動狀態下通過接送拉桿可使變形計在測量線全長內沿軸向自由滑動。當變形計滑至某待測段時，轉動拉桿45°，此時測頭的十字瓣將對準測量環溝槽兩側的凸臺而處于測量狀態，若再拉動拉桿，則變形計由于測量環凸臺的阻礙將不再滑動。繼續通過拉桿施加軸向力，變形計將被拉開，直至上下球頭的測量面與相鄰兩測量標記內測環的錐面貼緊。此時變形計可測出兩相鄰測量標記間的距離。當前流行的滑動變形計的測試操作主要由鉆孔送進變形計、旋轉變形計改變其狀態，再通過拉桿施加測試力完成。整個測試是沿孔深逐米完成的，因此需頻繁裝拆拉桿，每個測點均需操作者人工施加30公斤左右的拉力。按測長50米計，操作人員的體力消耗可想而知；此外，由于測試力系人工施加，難于保證衡定，勢必產生測試誤差。
本實用新型的目的是提供一種滑動變形計拉索式測試操作系統。它由孔口絞車、上拉鋼索、下拉鋼索、變形計內的彈簧組合、旋轉控制裝置及導向鏈構成。本系統僅靠兩根鋼索，由地面絞車控制，可方便實現滑動變形計鉆孔送進，測頭狀態變換、加力測試的操作過程。
本實用新型的目的是這樣實現的在鉆孔地面裝一部帶測力計的絞車，絞車上輪盤引出的鋼索連接于變形計上端，絞車下輪盤引出的鋼索伸至孔底，繞過孔底轉輪與導向鏈連接，導向鏈與變形計底端的旋轉控制頭相接。變形計本身的構成如下帶上測量頭及位移傳感器的外筒，外筒通過大剛度彈簧與帶下測量頭的內筒相連，內筒則通過小剛度彈簧與旋轉控制頭相接。小剛度彈簧的固定銷插入內筒的螺旋導向槽。測試操作過程如下導向鏈可保持旋轉控制頭在孔內始終不產生繞孔軸的旋轉；固定下端拉索，上拉上端拉索，內筒在旋轉控制銷及本身的螺旋導向槽的控制下將作沿孔軸向上及繞孔軸旋轉的復合運動直至旋轉26°～30°為止；繼續給上端拉索加力，內外筒被拉開，并使上下測量頭與孔內的測量標記貼緊，貼合力由絞車內的測力計控制而衡定，測讀位移傳感器讀數后卸去鋼索拉力，整個系統又回復原狀態。此時完成一個測試循環，準備進入下一個循環。
由于采用上述方案，由孔口絞車控制，僅通過牽引兩根鋼索便可完成滑動變形計鉆孔送進——測頭狀態變換——加力測試的操作過程。這一操作系統操作簡便，整個測試過程勿需頻繁裝、拆拉桿，可大大減輕操作人員的工作強度，并可保證測試力始終固定，從而消除了由此而產生的測量誤差。
以下結合附圖和實施例對本滑動變形計拉索式測試操作系統作進一步說明。
圖1是本實用新型第一個實施例的縱剖面結構圖。
圖2是本實用新型操作過程中滑動變形計處于滑動狀態時上測量頭的橫斷面結構圖。
圖3是本實用新型操作過程巾滑動變形計處于測量狀態時上測量頭的橫斷面結構圖。
圖4是本實用新型第二個實施例的縱剖面結構圖(亦即圖1L向剖視圖)。
圖中，1.孔口絞車 2.上測量標記 3.上拉鋼索 4.下拉鋼索 5.變形計上測量頭 6.位移傳感器 7.變形計外筒 8.變形計內筒 9.大剛度彈簧 10.小剛度彈簧 11.旋轉控制頭 12.變形計下測量頭 13.旋轉控制銷 14.滑動變形計 15.導向鏈 16.HPVC導管 17.孔壁粘結砂漿 18.孔底鋼索換向輪。
在圖1所示的實施例中，由孔口絞車(1)上輪盤引出的上拉鋼索(3)接至變形計外筒(7)上端，變形計外筒(7)與變形計內筒(8)由大剛度彈簧(9)拉緊，變形計內筒(8)與旋轉控制頭(11)由小剛度彈簧(10)拉緊，旋轉控制頭(11)與導向鏈(15)相連，下拉鋼索(4)接于導向鏈(15)下端并通過孔底鋼索換向輪(18)沿孔壁向上繞在孔口絞車(1)的下輪盤上。為保證整個操作系統工作協調，小剛度彈簧(10)的安裝初拉力為6～8公斤力，大剛度度彈簧(9)的安裝初拉力為10～12公斤力，大簧與小簧的剛度比為1.5∶1。孔口絞車上裝有鋼索測力計。
在圖4所示的實例中，變形計內筒(8)與旋轉控制頭(11)之間裝有一根旋轉控制銷(13)，拉動小剛度彈簧(10)時，旋轉控制銷(13)將沿變形計內筒(8)的螺旋導向槽運動，導向槽的長度應保證在整個行程中，變形計內筒(8)繞孔軸作26°～30°的環向轉動。
權利要求1.一種滑動變形計拉索式測試操作系統，它由孔口絞車，上拉鋼索、下拉鋼索、滑動變形計內的兩根彈簧、旋轉控制裝置及導向鏈構成，其特征是變形計的外筒與內筒由大剛度彈簧拉緊，內筒與旋轉控制頭由小剛度彈簧拉緊，滑動變形計內筒端部裝入一個旋轉控制頭，內筒與控制頭之間插有一根旋轉控制銷，旋轉控制銷與旋轉控制頭固定，其兩端的露頭伸入滑動變形計內筒的螺旋導向槽內。
2.根據權利要求1所述的滑動變形計拉索式測試操作系統，其特征是裝在滑動變形計內的兩根彈簧的安裝初始拉力與剛度按定值匹配。
專利摘要一種滑動變形計拉索式測試操作系統,它可連續完成滑動變形計或滑動測微計鉆孔送進—測頭狀態變換—加力測試的循環過程。整個系統由孔口絞車、上拉鋼索、下拉鋼索,變形計內按定值剛度匹配的兩根彈簧,旋轉控制裝置及導向鏈構成,在操作過程中人工施加力僅為5公斤力,經絞車放大后可達30公斤力,操作過程只是簡單重復,測試力始終衡定。
文檔編號G01B5/30GK2398609SQ9924557
公開日2000年9月27日 申請日期1999年12月16日 優先權日1999年12月16日
發明者葛修潤, 朱柞鐸, 豐定祥 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所