專利名稱：便攜式工程地質(zhì)裂縫測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明名稱便攜式工程地質(zhì)裂縫測量裝置。屬地質(zhì)量測儀器領(lǐng)域。
一般工程建筑(如大壩、隧道、礦井及大型建筑中的梁與柱)，巖土體工程邊坡等發(fā)生裂縫變形，多采用單向、單點的張閉或錯動測量的簡單裝置；然而多數(shù)出現(xiàn)的工程巖土體裂縫是受工程建筑、巖土體性狀、結(jié)構(gòu)及地應(yīng)力等因素控制，所以其裂縫變形測量應(yīng)是三維的，既可能是拉張閉合變形，或水平錯動變形，或上下錯動變形，也可能是其中的兩種或三種都有。本申請人(原名中國科學(xué)院地質(zhì)研究所)曾獲實用新型專利三向測縫計(專利保護(hù)期已過)，它是整體固定式安裝應(yīng)用的，當(dāng)中有三個三向安裝的傳感器；因此它的安裝應(yīng)用受到測試環(huán)境限制，如不能影響交通、施工及環(huán)境美觀等，另外成本自然也高、安全保護(hù)也是問題。一個方向上單個測點因裂縫變形兩面并不平行，使之量測誤差大。目前沒有可供應(yīng)用的成品裝置。
由于工程建設(shè)、開挖、爆破及采動，經(jīng)常引起巖土體的破壞與失穩(wěn)，裂縫是其破壞與失穩(wěn)的其中一種常見現(xiàn)象或表征。裂縫的出現(xiàn)部位正是巖土體應(yīng)力集中區(qū)或是薄弱的地方，它的變化和發(fā)展常關(guān)系到巖土體的穩(wěn)定，自然影響到工程建設(shè)、巷道、礦井、邊坡及交通道路等的安全。掌握了它的變化趨勢，也便于工程技術(shù)人員及時采取相應(yīng)防范加固措施?？梢姽こ處r土體裂縫監(jiān)測是非常重要的。
本發(fā)明的目的要達(dá)到在裂縫兩側(cè)一對測點上同時進(jìn)行三維變形測量。測量裝置分為固定預(yù)埋測座和折疊便攜式測架兩部分；測座要穩(wěn)定牢固，埋設(shè)可低于被測表面，易保護(hù)、也不防礙施工、交通及環(huán)境；折疊便攜式測架測1量時安裝快速、穩(wěn)定，測量轉(zhuǎn)移攜帶方便。各裂縫測點預(yù)埋固定式測座，所有測點共用一對便攜式測架降低成本。


圖1是本發(fā)明的裝置與應(yīng)用安裝圖。發(fā)明裝置是由測座與測架兩部分組成，其中3是預(yù)埋測座，4、5、6、7、8、9與10是可從測座3上插入或拔出的便攜式折疊測架。
測座3是預(yù)埋在被測裂縫的兩側(cè)的安裝坑中，用水泥砂漿澆注；它的底部是一圓盤，底部圓盤上中心焊有測座立柱、立柱兩側(cè)與圓盤間焊有兩翼，加強(qiáng)了整體性，防止測座左右轉(zhuǎn)動及向上拔起。測座頂端段根據(jù)需要可露出被測表面，也可以低于被測表面，后者便于加蓋保護(hù)，以防被破壞或丟失。立柱頂端段側(cè)面以120度豎向分布有V形槽，與測架滑套4中的滑塊圖2-4相對應(yīng)。
測量時可以將橫測臂9板動90度垂直于立桿5，把支撐斜板8下端通過穿釘固定在立桿5上，測架通過立桿下端的滑套4套入測座3頂端的圓頭桿上。此時測座3頂端的圓頭頂在滑套4孔底的圓錐坑中，它們是圓周線性接觸，這種接觸穩(wěn)定，一致性好；而滑套中的滑塊圖2-4嵌入相應(yīng)的測座V形槽內(nèi)。
測座上端的圓頭桿與滑套中的滑塊圖2-4間有相對應(yīng)的滑槽，滑套中上下兩個滑塊與測座頂端段的滑槽都是相隔120度對應(yīng)豎向分布。圖1-3測座上端圓頭桿上的滑槽是V形凹槽；圖2-4滑塊是與之對應(yīng)的長條狀、截面是三角形、而下端成一斜面。從圖2中可看出，滑塊4平面上擰有平頭螺釘3，彈簧2壓在上面，使滑塊4總是彈出臥槽并頂在測座圖1-3圓頭桿V形槽內(nèi)；調(diào)節(jié)頂絲1來改變彈簧松緊，即改變滑塊頂在V形槽中的力度。這樣測座上的測架可以自由插入或拔出，還穩(wěn)定，絲毫不晃動，。
圖1-(4～10)測架通過圖1-10即圖3的連接頭裝置安裝延長測桿圖3-3，其末端安裝著測量頭或被測板(裂縫兩側(cè)的測架上一端裝測量頭，另一端裝被測板)。測桿是插入測架圖1-9的管里，此管端有一半圓豁口，與測桿上圓柱銷釘圖3-4配合，通過擰緊頂絲圖3-2固定測桿，使測桿圖3-3進(jìn)出或左右旋轉(zhuǎn)都固定不動。測桿圖3-3上穿銷釘?shù)目卓啥ň啻驇讉€，便于調(diào)整測桿長短及確定量程。
圖1中兩個測架中的測桿端頭，一個裝L形測頭6，一個裝被測板7；L形測頭6上相對于被測板面7各打兩個相距40-50毫米的、各測量面相互錯開的測孔?？捉?jīng)取決所采用的測讀儀表，略大于測讀儀表的觸桿即可。三個邊緣相互垂直的被測板7是可插入拉出的打磨玻璃。當(dāng)L形測頭6因地質(zhì)體裂縫變形較大，與被測板7發(fā)生測量到被測板邊或其之外，可以撤換成更長的打磨玻璃，或調(diào)整被測板7與測桿圖3-3連接部位。測讀儀表可以是百分表、測深卡尺或各種位移傳感器。一個方向上在兩個測孔各測讀一次，取其平均值為本次測量記錄值。這樣既保證了測讀量程，又保證了因裂縫變形測頭面與被測板不平行的量測精度。
圖1中1是地質(zhì)體裂縫示意，2是測座安裝坑及測座水泥砂漿澆注安裝示意。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果首先它為地質(zhì)測量儀器領(lǐng)域增添了一種新裝置。其次它的固定預(yù)埋測座圖1-3結(jié)構(gòu)簡單、科學(xué)，成本低廉及安裝牢靠穩(wěn)定；尤其是它安裝后可低于被測表面，易封蓋，不測量時不防礙交通、施工及環(huán)境，便于保護(hù)；適合長期監(jiān)測、施工期的安全監(jiān)測及大范圍多測點監(jiān)測(如大范圍的荒山邊坡監(jiān)測設(shè)備常丟失或被破壞)，克服了以往這方面監(jiān)測的困難。它的折疊式便攜測架，只要一對可以滿足很多測點的測試，測讀儀表或傳感器也只需一個，既安全又成本低廉，省時省力。測量應(yīng)用時，通過測架下端的滑套圖1-4、圖2插入測座(圖2-4滑塊下端是斜角)，方便、快速又穩(wěn)定；圖1-10與圖3的機(jī)構(gòu)中銷釘可方便地拔出，再插入另外孔中來調(diào)整測桿的伸出長短，確定量測位置，由于圖3-4的銷釘與圖3-1的豁口配合保證了測試架絲毫不會晃動，不會引起測量誤差。圖1-6測座與7被測板的固定可換位，7被測板的打磨玻璃可長可短，保證了量程調(diào)整，便于長期監(jiān)測。
此發(fā)明只要按設(shè)計圖紙用一般的機(jī)加工機(jī)械(車、銑、鉆及鏜床)加工就可實現(xiàn)。無特殊加工精度要求，一般精度即可。需要說明的是圖1-9外經(jīng)要小于5內(nèi)徑，不測量時拔出連接軸插入5中便于攜帶。
權(quán)利要求
1.便攜式工程地質(zhì)裂縫測量裝置的技術(shù)特征是由固定式預(yù)埋測座圖1-3和便攜式可折疊的測架圖1-4～10組成。測量工作時，把測架下端的滑套圖1-4即圖2套入測座3頂端的圓頭桿上，通過連接頭圖1-10或圖3機(jī)構(gòu)來調(diào)整與固定測桿圖3-3即測座圖1-6與被測板圖1-7的相對位置。測量完后，從測座圖1-3上拔出測架，將圖1-8下端固定銷釘拔出，橫向測臂圖1-9與豎向立桿5連接銷釘也拔出，此時測臂9插入5中，三角形整體測架成柱狀；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，圖1-3測座底端是一圓盤，中心焊有立桿，立桿底部兩側(cè)與圓盤之間焊有兩翼。它的頂端段是圓頭，桿壁上以120度分布有豎向V形凹槽；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，測架通過滑套圖1-4即圖2安裝在測座上，滑套中的三角形滑塊圖2-4頂在相應(yīng)測座圖1-3的V形槽中，滑塊下端(面向外)是斜面；測座頂端圓頭頂在滑套圓錐坑中，形成圓周線性接觸；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，連接頭圖1-10即圖3所示，測桿圖3-3上插裝銷釘，與測架橫臂圖3-1末端半園豁口對接，由圖3-2的頂絲擰緊固定；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，L形測頭圖1-6相對應(yīng)于三塊邊緣相互垂直的被測板圖1-7的面上有兩個測孔，分別測讀后取平均值為一次變形量測結(jié)果。被測板圖1-7是可抽插的打磨玻璃。
全文摘要
裂縫兩邊各埋設(shè)一個測座3，它的頂端段根據(jù)需要可高或低于被測表面。測架4～10，由滑套4可插入或拔出測座3頂端段，插入后不轉(zhuǎn)動。橫臂9由連接頭10固定測桿與測頭6或被測板7，測桿伸出長短可調(diào)，但不轉(zhuǎn)動。L形測頭6的測量面與三塊邊緣垂直的被測板7相對應(yīng)。測讀儀表通過測頭6測量面上的兩個測孔對被測板進(jìn)行三向測試，以兩次讀數(shù)均值為變形量，消除裂縫兩側(cè)變形不平行引起誤差。當(dāng)抽出有關(guān)銷釘，測架可折疊成柱狀，好攜帶。
文檔編號G01B5/02GK1546808SQ20031011556
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者曉 李, 李曉, 董萬里, 路世豹, 廖秋林 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所