CSIRO Hollow Inclusion Cell Rock Stress Sensor

工作原理

采用温度特定的胶包，通过机械工艺将高灵敏度应变计粘合到岩石上，使应变计能够非常迅速地成为岩石的一部分。

可以将压力计留在原地进行长期应力变化测量，或者进行岩芯钻探以确定该部分岩石的应力剖面。

部署

HI 型传感器需要应变桥监测器来读取数值。或者，数字版本（HID 型传感器）可以使用分线盒和平板电脑、PC或串行数据记录器进行数据记录，并配有相应的数据分析软件。

安装

将HI传感器安装到直径38 mm孔中，方法是将预先配制的环氧树脂水泥填充到传感器的空心体中。当传感器到达目标深度时，活塞会挤出水泥，多个橡胶密封件将水泥浆限制在传感器周围。水泥浆固化后，应变片与孔壁之间1.5 至 2.0 mm处完全粘合，数据处理过程中会考虑这一偏差。

在取芯过程中，可通过数据线监测应变响应。数据线穿过钻杆和改进的水力旋转接头，连接至记录仪、平板电脑或PC，从而指示诸如岩芯开裂、单元脱粘或岩石非弹性响应等情况。取出的包含单元的岩芯段可在双轴压力室中进行重新应力测试，以获得岩石的实际性质。

使用 Stress 201m进行数据分析

Stress 201m程序可根据CSIRO HI 或 HID 传感器的原始数据输出确定应力和相对应力。该程序可在 Excel 中运行，将原始电压转换为应变，绘制监测数据图，从数据记录仪导入数据，并保存和打开监测文件。该程序适用于ESS Earth Sciences 生产的CSIRO HI 和 HID 传感器，并预设了应变计的 α 角和 β 角值。

遗产与应用

HI传感器由澳大利亚联邦科学与工业CSIRO于20世纪80年代研发，40多年来一直是行业标杆，至今仍是众多地质力学和岩石力学专家的首选传感器。空心夹杂物传感器广泛应用于金属矿山、煤矿矿山、水坝、隧道、桥梁、地下洞室、储罐等土木工程项目中。