气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法

摘要

本发明提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法，其中探头包括三组四通道应变花活塞、铝制壳体、航空公插头、定位销、定位凹槽、0°基准线、尾部铜套筒、塑料导向套环和温度传感器等；定位安装器包括黄铜杆体、塑料外壁保护套、航空母插头、三维电子罗盘、支架、多芯电缆、高压风管接口等。测试时，探头通过航空插头连接在定位安装器上，高压风从空气泵流出，经高压风管、高压风管接口、定位安装器内腔及探头内腔，作用于应变花活塞背面上，使应变花活塞向周向弹射，正面与孔壁直接接触粘结。本发明缩短了探头的安装及固化时间，降低钻孔变形时间效应、应变片温漂作用及中间介质的影响，增强测量结果的准确性和可靠度。

说明书

技术领域

本发明涉及地下岩体工程地应力测量技术领域，特别涉及一种气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法。

背景技术

地应力是引起各种岩土工程变形破坏的根本作用力，客观存在于地壳浅层的岩土体之中，目前只有通过现场实测的方式才能获取准确的地应力大小和方向信息。已有研究资料表明，地壳中岩体的地应力量值通常表现出随埋深增加而增大的趋势，并具有明显的方向性特征。在深部大型地下岩体工程中，高地应力将导致许多安全隐患。比如，对于硬岩工程来说，可能发生严重的岩爆灾害；对于软岩工程来讲，则可能发生大变形失稳破坏事故。作为最基本的边界条件基础数据，工程区域地应力场的大小与方向信息的准确性和可靠性将大大制约地下采场、深埋隧道、水库坝基、核废料存储仓等重要工程施工建设的顺利进展，也是确保其长期安全稳定的必要前提。

套孔应力解除法是目前学术界广泛采用的一种地应力测试技术，该法建立在弹性力学理论基础之上，只需要施工一个测试钻孔，测量出岩体从地下解除时发生的弹性恢复应变值及弹性参数，利用弹性力学公式求解出岩体三个主应力大小及方向(方位角和倾角)，即获得地下岩体的三维地应力状态。

套孔应力解除法中最关键的测试元件就是地应力探头(多通道三轴应变计)，主要依靠它来测量出岩体空间上不同方位角度的解除应变值。目前该法中使用较多是源自澳大利亚引进技术的空心包体式三轴应变计探头，该类型探头是在一个空心短棒外表面上按不同角度固定粘贴12个电阻应变片，测试前将A、B两种组份的环氧树脂胶水放置于探头腔体活塞内，当应变计探头到达测量位置后，用钻杆机械力将两液混合胶从空腔活塞内排出，充填于探头与钻孔内壁的间隙中。环氧树脂胶通过长时间(通常超过24h以上)的充分固化，使应变计探头与测量孔孔壁固化为一体。然后，使用套孔钻具将含有探头的岩芯筒从母岩上解套下来，同时测量出解除应变值及弹性参数，用于地应力结果的计算，这样就完成了一个套孔应力解除法地应力测试流程。

但大量现场测量实践表明，这种类型地应力探头还是存在两处明显的缺陷：第一方面，探头上的应变片不是直接粘贴在被测岩石上。空心包体探头外表面上的12个应变片与所测岩石孔壁间存在几个毫米厚度的间隙，是由固化的环氧树脂胶填充，岩芯解除应变是通过环氧树脂充填物后才传递到应变片上的，由于二者变形模量不同，导致直接测量值与实际弹性恢复应变值间存在差异，后期还需要进行仔细修正，从而测量准确度受到一定影响。第二方面，固化时间太长引起的钻孔变形及温漂效应影响。此类型地应力探头环氧树脂胶一般需要24～48h以上的时间才能完全固化和稳定。如此长的固化时间，若测试发生在深部高应力地段，前一天刚施工的测试钻孔在第二天进行套孔应力解除时，钻孔就可能因地压大而变形，用原来的钻头、钻具就可能无法从原孔进入解套，不得不放弃测试或反复修孔，造成测试失败或测量结果不准；另一方面，探头安装后过长的固化等待时间，将放大探头上应变片的温漂效应，温度引起的附加应变值量值上有时可能会超过真实解除应变值，即使后期可进行温漂效应校正，但结果的准确性还是会受到一定程度的影响。

发明内容

本发明提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法，其目的是为了解决现有空心包体地应力探头上应变片无法直接粘贴在待测岩体上，且安装时间过长的缺陷。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头，包括：

铝制壳体，所述铝制壳体的外表面设置有0°基准线，所述铝制壳体的前端套设有塑料导向套环，所述铝制壳体开设有壳体固定孔洞，所述铝制壳体的后端设置有定位销，所述铝制壳体的内部空腔中粘贴设置有温度传感器；

尾部黄铜套，所述尾部黄铜套设置在所述铝制壳体的后端，

航空公插头，所述航空公插头连接在所述铝制壳体和尾部黄铜套之间，所述航空公插头用于接线和引入高压风；

四通道应变花活塞，所述四通道应变花活塞活动地安装在所述壳体固定孔洞内，所述四通道应变花活塞的脚线焊接在所述航空公插头的铜芯上。

其中，所述铝制壳体开设有三个所述壳体固定孔洞，三个所述壳体固定孔洞分别与0°基准线间隔30°、150°和270°，每个所述壳体固定孔洞内均设置有一个所述四通道应变花活塞。

其中，所述铝制壳体的后端开设有壳体外螺纹，所述尾部黄铜套的前端开设有黄铜套内螺纹，所述尾部黄铜套通过螺纹配合连接在所述铝制壳体的后端。

其中，所述航空公插头位于所述0°基准线的延长线中心对应处的铜芯替换设置为空心小铜管，所述空心小铜管用于将高压风引入所述铝制壳体的内部空腔中。

其中，所述铝制壳体的后端设置有定位销，所述航空公插头的外壁开设有定位凹槽，所述定位凹槽设置在最靠近所述空心小铜管的航空公插头外缘，所述航空公插头通过所述定位凹槽配合定位销固定空间姿态。

本发明的实施例还提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，包括：

黄铜杆体，所述黄铜杆体设置有塑料外壁保护套，所述黄铜杆体设置有三维电子罗盘，所述黄铜杆体的后端盖设置有高压风管接口；

航空母插头，所述航空母插头固定设置在所述黄铜杆体的前端，所述航空母插头用于对接所述航空公插头；

多芯电缆，所述多芯电缆分别连接所述航空母插头和三维电子罗盘。

其中，所述黄铜杆体由两根异径的铜管连接组成，细径铜管连接在粗径铜管的前端盖中心处，所述高压风管接口安装在所述粗径铜管的后端盖上，所述多芯电缆通过所述粗径铜管的后端盖引出，所述三维电子罗盘安装在所述粗径铜管的内部。

其中，所述航空母插头的外壁开设有插头外螺纹，所述航空母插头通过所述插头外螺纹安装在所述细径铜管最前端。

其中，所述三维电子罗盘通过支架固定安装在所述粗径铜管的内部，所述三维电子罗盘的轴线与所述黄铜杆体的中心线一致，所述三维电子罗盘的横滚角为零时所述0°基准线正面向上。

本发明的实施例还提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头的安装方法，包括：

步骤一、利用地质取芯钻机，在待测岩体工程处施工一条近水平的大径钻孔，达到预定深度后，在大径钻孔内再施工一个同心小径钻孔，并将小径钻孔清洗干净、吹干；

步骤二、将气动弹射粘贴三维应变计探头联接到气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器前端；

步骤三、在气动弹射粘贴三维应变计探头的三组四通道应变花活塞的外表面上均匀涂抹一薄层专用的应变片胶水后，通过铰接杆将气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器及气动弹射粘贴三维应变计探头推送进测量钻孔小径钻孔中；

步骤四、达到待测深度后，通过三维电子罗盘与铰接杆调节气动弹射粘贴三维应变计探头的平面方位，使0°基准线朝上，此时三组四通道应变花活塞的角度分别是30°、150°和270°；

步骤五、打开空气泵，高压风通过高压风管接口，进入到气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器的空腔，再通过航空插头进入到气动弹射粘贴三维应变计探头的内部空腔，将三组四通道应变花活塞弹射吹出，四通道应变花活塞将在应变片胶水的作用下粘贴在孔壁上；

步骤六、持续通风约30分钟，应变片胶水完全固化后关闭空气泵；

步骤七、将此时12个通道的应变值作为初始值，并进行清零处理。同时记录此时温度传感器的测点温度及三维电子罗盘的空间角度数据；

步骤八、拔除铰接杆、气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，在应变片胶水的作用下，气动弹射粘贴三维应变计探头将从气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器上脱离并留在小径钻孔中；

步骤九、利用地质取芯钻机更换套孔钻具，将含有气动弹射粘贴三维应变计探头的岩芯筒从母岩上解套出来后，测量其解除恢复应变值和弹性参数，根据弹性力学公式计算地应力的大小和方向。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的气动弹射方式使探头上的四通道应变花活塞能瞬间同步弹射出来并贴合至钻孔内壁岩石面上，并且能在应变胶固化过程全程保持恒定的压力状态，有效提高了粘贴质量，减少了应变胶固化反应时间，可在30分钟内实现可靠的完全固化。随后马上就可以进行解套作业，整个测试工艺时间降低为原来的数十分之一，大大降低了高应力状态对测试钻孔形状的时间效应影响及温度变化对应变片的温漂效应影响，提高了高应力、高地温等特殊地质力学条件下的方法的适用性；

本发明的定位安装器上内置了高精度三维空间电子罗盘，可在探头安装过程中实时显示探头的精确空间姿式状态，确保探头上12个应变片能按预设的角度准确粘贴在小孔孔壁上，从而有效保障所有通道应变片采集数据的准确性及有效性。同时，探头的方位角、倾角等数据还要参与最后的地应力计算过程，本发明可以直接从“岩体内部”读取准确的角度数据，比其它方法需后期从孔外沿钻孔方向推导获得孔内探头角度的方法更直观、更准确；

本发明通过气动弹射的方式将应变花直接粘贴在待测岩体孔壁上，测量出的解除应变值无需考虑中间其它介质的影响问题，数据的准确性和可靠性大大提高。

附图说明

图1为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的结构示意图；

图2为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的AA剖面图；

图3为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的BB剖面图；

图4为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的尾部黄铜套及铝制壳体连接示意图；

图5为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器的结构示意图；

图6为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器的CC剖面图；

图7为本发明的铰接杆结构示意图；

图8为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的安装示意图一；

图9为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的安装示意图二；

图10为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的安装示意图三；

图11为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的四通道应变花活塞的应变片设置示意图；

图12为本发明的气动弹射粘贴三维应变计探头的四通道应变花活塞的设置示意图。

【附图标记说明】

100-气动弹射粘贴三维应变计探头；101-铝制壳体；102-0°基准线；103-塑料导向套环；104-温度传感器；105-尾部黄铜套；106-航空公插头；107-四通道应变花活塞；108-壳体外螺纹；109-黄铜套内螺纹；110-定位销；111-定位凹槽；200-气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器；201-黄铜杆体；202-塑料外壁保护套；203-三维电子罗盘；204-高压风管接口；205-航空母插头；206-多芯电缆；207-支架；300-大径钻孔；400-小径钻孔；500-铰接杆；501-铰接延长杆母接头；502-铰接延长杆公接头；600-空气泵；700-测试电脑。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有空心包体地应力探头上应变片无法直接粘贴在待测岩体上，且安装时间过长的问题，提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法。

实施例1

如图1至图4所示，本发明的实施例提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头，包括：三组四通道应变花活塞107、铝制壳体101、航空公插头106、定位销110、定位凹槽111、0°基准线102、尾部黄铜套105、塑料导向套环103、温度传感器104。

其中，所述铝制壳体101为短棒状中空结构，铝制壳体101前端闭合，后端外侧表面车有壳体外螺纹108，所述壳体外螺纹108与尾部黄铜套105前端的黄铜套内螺纹109配套连接；铝制壳体101外表面上延轴线方向刻划出一条红色标识线，记为0°，然后以此标识线为0°基准线102，在铝制壳体101中部延周向平均分布加工三个有一定深度(4mm左右)的椭圆形台阶式孔槽，该孔槽为壳体固定孔洞，保证椭圆形孔槽长轴与铝制壳体101轴线方向平行，并与0°基准线102间隔角度分别为30°、150°、270°；所述铝制壳体101外径略小于岩体小径钻孔400内径1-2mm，同心度保证时，也无接触地自由插入到小径钻孔400孔内。

其中，所述四通道应变花活塞107是利用预制模具预先用柔性环氧树脂浇注的，其外形与铝制壳体101上的椭圆形孔槽一致，厚度与孔槽深度相同，固化成型后从模具中取出，可恰好安放于台阶孔槽内。每个四通道应变花活塞107包含2组圆形十字应变花(每个十字应变花由2片相互垂直的120Ω电阻应变片叠压加工而成)，应变花及四通道应变花活塞107设置方式如图X-X所示；2组应变花在四通道应变花活塞107外侧光滑面暴露于空气中，内侧导线面则固化于柔性透明环氧树脂凝胶块中，其每组应变花的4个应变片的8条短导线(脚线)根部均埋设于环氧树脂凝胶块中，其余部分导线由四通道应变花活塞107背面引出后分别焊接在航空公插头106的各铜芯接线柱上；这样，每个气动弹射粘贴三维应变计探头100上配有三个上述四通道应变花活塞，即每个气动弹射粘贴三维应变计探头100上有12个可独立测量应变的通道。

其中，所述航空公插头106为16芯航空插头公头，其中心部位一根实心铜芯被拔除并采用空心小铜管代替，用以通高压风，拔除芯部位对应处航空公插头106外壁开有定位凹槽111，空心小铜管、定位凹槽在0°基准线102的径向连线上；定位凹槽111在三组四通道应变花活塞的24条应变花脚线按1/4桥路焊接于航空公插头106公头的接线铜芯柱端(采用统一的温度补充公共端)。

其中，所述温度传感器104置于铝制外壳101的内部前端，两条测量导线焊接在航空公插头106的接线柱上，可供在测试时读取内部环境温度的变化，用于后期应变片温漂效应校正解除应变值。

其中，所述定位销110为一短粗钢丝，一端固定植入到铝制壳体101下端筒壁中心处，销入点位靠近铝制壳体101外表面0°基准线102，并与铝制壳体101中心线处于同一平面内，另一自由端可恰好销入航空公插头106边缘的定位凹槽111内，起固定航空公插头106不随意转动作用。

进一步地，所述尾部黄铜套105前端内部车有黄铜套内螺纹109，该螺纹可与铝制壳体101后端壳体外螺纹108适配连接紧固，中部设有卡档，作用是当尾部黄铜套105与铝制壳体101下端通过螺纹旋紧后将航空公插头106平稳安置固定在铝制壳体101下端不转动、不摇晃。

进一步地，所述塑料导向套环103材质为硬质耐磨塑料，总体为中空结构，前端为圆锥形，后端套固于铝制壳体101前端(封闭端)；所述塑料导向套环103在气动弹射粘贴三维应变计探头100由大径钻孔300进入到小径钻孔400时起导向和保护探头作用。

进一步地，所述气动弹射粘贴三维应变计探头的组装顺序为：首先，利用模具浇注环氧树脂的四通道应变花活塞107，并在恒温干燥箱中使环氧树脂固化成形，保持良好的弹性与柔性；其次，将三组四通道应变花活塞107从铝制壳体101外表面镶嵌到对应的三个壳体固定孔洞内，保证应变花的光滑面(测量面)朝外，应变花的脚线从铝制壳体101中部空腔引出；再次，将小型温度传感器104安装于铝制壳体101空腔内，其信号导线连同应变花脚线按顺序焊接在航空公插头106接线柱端，并挤注少量凡士林做防水绝缘保护；然后，将航空公插头106的定位凹槽111对准铝制壳体101的定位销110，随后旋进尾部黄铜套105，完全旋紧时航空公插头106的位置将保证空心小铜管、定位销110、0°基准线102在平面上三点连成一条直线；最后，将组装好的探头通过航空母插头205将信号引出到应变仪及测温仪进行检定和校准，所有通道的信号均显示正常的探头用保鲜膜密封好后保存备用。

本实施例中应变片设置角度如表1和图11和图12所示，其中α为应变计在气动弹射粘贴三维应变计探头截面的旋转角度，β为应变计在对应四通道应变花活塞平面的旋转角度；

表1

实施例2

如图5至图6所示，本发明的实施例提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器，包括：黄铜杆体201、塑料外壁保护套202、航空母插头205、三维电子罗盘203、支架207、多芯电缆206、高压风管接口204。

其中，所述黄铜杆体201为厚壁中空结构，整体上由两根不同直径的铜管组装而成(其中粗径铜管外径稍小于大径钻孔直径，细径铜管外径稍小于小径钻孔400直径)，其中粗径铜管前后两端设置有可拆卸的封闭铜端盖，所述的细径铜管一端(后端)设有外螺纹，可同心旋入粗径铜管前端盖中心处的螺孔内，细径铜管的另一端(前端)设有内螺纹，所述粗径铜管的后端盖的中心位置焊接有铰接母头，开有两个小端口分别用于多芯电缆206和高压风管接口204的安装。

其中，因气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器经常需要在钻孔中前后推进和水平旋转，为避免粗径铜管直接与孔壁岩石摩擦造成不可修复的磨损，在粗径铜管两端外侧需加装塑料外壁保护套202，所述塑料外壁保护套202为ABS材质，所述塑料外壁保护套202由3D打印制成，所述塑料外壁保护套202侧壁有螺丝孔可用短螺丝旋进粗径铜管外壳端部浅螺丝孔内实现固定功能，使用过程中塑料外壁保护套202可避免粗径铜管外壳与孔壁之间剐蹭，起到保护黄铜杆体201外壳的作用，塑料外壁保护套202磨损至一定程度可拆卸短螺丝进行保护套整体更换。

其中，所述航空母插头205为16芯航空插头母头，其中心处(与气动弹射粘贴三维应变计探头100中的航空公插头106的空心小铜管对应)的铜芯接线柱也被取出，用于高压风气流通过；所述航空母插头205周边侧壁上设有外螺纹，与细径铜管前端的内螺纹刚好匹配，该航空母插头205的联接端朝外，可与气动弹射粘贴三维应变计探头100尾部的航空公插头106直接对插；航空母插头205的接线柱端朝向黄铜杆体201内部，通过焊接的同轴多芯电缆206将气动弹射粘贴三维应变计探头100上的应变信号和温度信号传递给测试仪器。

其中，所述三维电子罗盘203通过支架207固定安装于粗径铜管内部，其轴线与黄铜杆体201中心线一致，即三维电子罗盘203与黄铜杆体201的空间姿态一致；所述三维电子罗盘203也通过所述多芯电缆206联接(4根线)实时记录和传导杆体在空间上方位角、仰角及横滚角的动态变化值；所述多芯电缆206通过密封接口后由黄铜杆体201后端盖引出至外部测量仪器及测试电脑。

其中，所述高压风管接口204安装在黄铜杆体201后端盖，高压风由空气泵600进入风管后进入至黄铜杆体201内部，通过航空母插头205、航空公插头106的空心小铜管后作用在气动弹射粘贴三维应变计探头100内部的四通道应变花活塞107的内表面，在高压作用下，使活塞实现向周向自由面的弹射；因四通道应变花活塞107具有一定的厚度，它能沿壳体固定孔洞向外运动，但并不能完全飞出去，这样它们就被高压风紧紧压贴在小径钻孔400的壁上，直到应变胶完全固化。

气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器的组装顺序为：首先，在粗径铜管内部焊牢支架207，并将三维电子罗盘203稳定放置到支架207上，确保三维电子罗盘203轴线与黄铜杆体201中心线一致；其次，将多芯电缆206从粗径铜管后端盖的密封接口处穿入黄铜杆体201，从多芯电缆206上分出四根信号线与三维电子罗盘203的4根脚线对接，将其余信号线从细径铜管的前端穿出；再次，将穿出的多芯电缆206按顺序分别焊接到航空母插头205的各接线柱上，确保与航空公插头106的接线顺序一一对应；第一次组装气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200时，先在航空母插头205外侧螺纹上涂一层液态高强密封胶，后将所述气动弹射粘贴三维应变计探头100通过后端的航空公插头106接到还未与细径铜管完全旋紧的航空母插头205上，将三维电子罗盘203与测试显示电脑连通，实时显示出角度变化数据；轻微旋转调节所述航空母插头205，使气动弹射粘贴三维应变计探头100上红色的0°基准线102刚好朝上时，三维电子罗盘203的横滚角为0°，令三维电子罗盘203的空间姿态与气动弹射粘贴三维应变计探头100保持一致，并保持这一位置，直至密封胶固化，这样就完成了气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200的角度校准；最后将后端盖旋紧固定到粗径铜管上，需要密封的部位用密封胶粘牢。

实施例3

如图7至图10所示，本发明的实施例提供了一种气动弹射粘贴三维应变计探头安装方法，包括：

第一步：利用地质取芯钻机，在待测岩体工程处施工一条近水平的大径钻孔300，达到可测试深度后，在大径钻孔300内再施工一个同心小径钻孔400，并将小径钻孔400清洗干净、吹干，待测；

第二步：将气动弹射粘贴三维应变计探头100联接到气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200前端，打开现场测试电脑700、应变仪电源，提前对测试系统进行预热及有效性检验；

第三步：在所述气动弹射粘贴三维应变计探头100的三组四通道应变花活塞107的外表面上均匀涂抹一薄层专用的应变片胶水后，马上通过铰接杆500(所述铰接杆500设置有铰接延长杆母接头501和铰接延长杆公接头502可以相互套接固定)将定位气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200及气动弹射粘贴三维应变计探头100推送进测量钻孔中；

第四步：当气动弹射粘贴三维应变计探头100到达测量深度后，通过在孔外转动连接气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200的铰接杆调整气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200的角度(同时也是气动弹射粘贴三维应变计探头100的角度)，当装有三维电子罗盘203控制软件的电脑屏幕上显示的横滚角度为0°时，保持当前位置不动，此时，气动弹射粘贴三维应变计探头100上的0°基准线102是刚好朝上的，三组四通道应变花活塞107的角度分别是30°、150°和270°；

第五步：通过三维电子罗盘203调整探头至正确位置后，马上打开空气泵600通风阀门，存储于空气泵600中的高压风(4-5kg压力)通过高压风管，进入到气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200空腔，再通过航空插头上已被拔除接线柱的空孔，进入到气动弹射粘贴三维应变计探头100内部空腔，并将三组环氧树脂四通道应变花活塞107沿周向弹射吹出，由于四通道应变花活塞107与小孔内壁只有1-2mm的间隙，所以四通道应变花活塞107在高压风作用下会壳体固定孔洞侧壁滑动，但并不会完全从壳体固定孔洞中脱离，四通道应变花活塞107外表面与小孔内壁紧密接触，并在速干的应变片胶水的作用下粘贴在孔壁岩石上；

第六步：保持高压风持续作用(约30-40分钟)，待应变胶水完全固化后，关闭空气泵600阀门，卸载高应风，此时四通道应变花活塞107就紧紧粘贴在孔壁岩石上，实现应变片与待测岩体的直接粘结接触；

第七步：将此时12个通道的应变值作为初始值，并进行清零处理。同时记录下此时温度传感器104的测点温度及三维电子罗盘203的空间角度数据；

第八步：沿钻孔反方向拉出多节铰接杆500和气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200，在应变胶的作用下，气动弹射粘贴三维应变计探头定位安装器200与气动弹射粘贴三维应变计探头1000将在公、母航空插头联接部位处断开，气动弹射粘贴三维应变计探头100保留在了小孔内；

第九步：使用套孔钻具，将含有气动弹射粘贴三维应变计探头100的岩芯筒从母岩上解套出来后，测量其解除恢复应变值和弹性参数，根据弹性力学公式计算地应力的大小和方向。

本发明提供的一种气动弹射粘贴三维应变计探头、定位安装器及安装方法能在应力解除法中使用，可确保应变花与岩石孔壁直接接触，并测试整个过程的时间缩短至1h以内，大大提高测量的效率和测试结果的准确性，使测量地应力值更加接近真实的地应力值，从而为地下工程岩体的科学合理设计施工提供理论指导。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。