地應力解除法地應力測量原理及技術(shù)之空心包體應力計結(jié)構(gòu)
空心包體地應力測量所使用的應力計于1976 年由澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究院（CSIRO）首先研制，簡記為（CSIRO）型空心包體。KX-2002型空心包體三軸地應力計是一種利用孔壁應變解除法進行地應力測量的儀器。它可以在單孔中通過一次套心得到該點的三維應力狀態(tài)，使用方便，安裝操作簡單，成本低，效率高。如圖 2所示。其主體是一個用環(huán)氧樹脂制成的壁厚 3mm 的空心圓筒，其外徑為 36mm，內(nèi)徑為 30mm。在其中間部位，即直徑 35mm 處沿同一圓周等間距（120。）嵌埋著三組電阻應變花。每組應變花由四支應變片組成，相互間隔 45。
圖1 應變花位置分布（A、B、C 為三組應變片）
圖2 KX-2002 型空心包體地應力計
如圖3 所示，環(huán)氧樹脂圓筒有一個內(nèi)腔，用來裝粘結(jié)劑，另有一個環(huán)氧樹脂柱塞。使用時，將圓筒內(nèi)腔 8 裝滿粘結(jié)劑，然后將柱塞 11 插入內(nèi)腔約 1.5cm深處，用固定銷 9 將其固定，柱塞的另一端有一導向定位頭 15，以便應力計順利安裝在小孔中所要的位置上。將應力計送入鉆孔中預定位置后，用力推動安裝桿 1，可使固定銷切斷，繼續(xù)推進可使粘結(jié)劑經(jīng)柱塞小孔 13 流出，進入應力計和小孔孔壁之間的空隙里，待膠結(jié)劑固化后，應變計即和孔壁牢固地膠結(jié)在一起，該空心包體應力計通過單孔就可以比較準確地測定一點的三維原巖應力狀態(tài)。
圖3 KX-2002 型空心包體地應力計結(jié)構(gòu)示意圖
這種以環(huán)氧樹脂為基質(zhì)的空心包體應變計的突出優(yōu)點是安裝簡便迅速，且成功率和可靠性高。應變計和孔壁在相當大的一個面積上膠結(jié)在一起，因此膠結(jié)質(zhì)量好，而且膠結(jié)劑還可以注入應變計周圍巖體中的裂隙、缺陷，使巖石整體化，且有較好的防水性能。因此，空心包體應力計已成為廣泛采用的一種地應力測量傳感器。
