一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，包括基準測桿和相對變形測桿，基準測桿比相對變形測桿長，基準測桿和相對變形測桿兩端分別設有錨固桿和固定座，固定座一側(cè)設有插孔，固定座另一側(cè)設有傳感器，基準測桿和相對變形測桿與傳感器相連，傳感器另一端通過電纜與檢測設備相連，固定座另一側(cè)設有保護套筒，電纜穿過保護套筒，保護套筒側(cè)壁設有強制對中基座，強制對中基座的外端面通過連接器與觀測棱鏡相連，觀測棱鏡與強制對中基座之間設有棱鏡調(diào)平裝置。本實用新型實現(xiàn)了表觀變形和深部變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的同步采集，可有效確定所監(jiān)測項目的最大變形深度，監(jiān)測過程方便快捷，可以廣泛應用于安全監(jiān)測領域。
【專利說明】
一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及安全監(jiān)測裝置，特別是涉及一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]巖土工程中對巖體變化運動特征的監(jiān)測是了解巖體變形的主要技術(shù)手段。目前，對巖土工程項目的變形監(jiān)測主要包括深部變形監(jiān)測和表觀變形監(jiān)測兩種，其中，深部變形監(jiān)測以多點位移計為監(jiān)測手段，參見圖1，該多點位移計裝入在邊坡及洞室開挖面I上挖掘的監(jiān)測孔2中，并在多點位移計和監(jiān)測孔2的空隙中填入水泥砂漿，所述多點位移計包括相互平行的基準測桿3和相對變形測桿17，所述基準測桿3的長度大于相對變形測桿17的長度，其中，所述基準測桿3為一根，所述相對變形測桿17有兩根，其中一根相對變形測桿17的長度比另一根相對變形測桿17的長度長，所述固定座6另一側(cè)設有三個傳感器7和三根電纜8，所述基準測桿3和相對變形測桿17 —端分別設有錨固桿4，所述基準測桿3和相對變形測桿17另一端設有固定座6，所述固定座6 —側(cè)設有分別與基準測桿3和相對變形測桿17間隙配合的插孔6.1，所述插孔6.1內(nèi)固定有連接套5，所述基準測桿3和相對變形測桿17分別與對應的連接套5間隙配合，所述連接套5與傳感器7固定相連，所述基準測桿3和相對變形測桿17分別與對應的傳感器7 —端相連，每個傳感器7另一端通過電纜8與檢測設備(圖中未示出)相連，所述固定座6另一側(cè)設有用于將傳感器7封閉在內(nèi)的保護套筒9，所述保護套筒9頂部設有電纜導向套10，所述電纜8穿過保護套筒9和電纜導向套10 ;參見圖2至圖3，表觀變形監(jiān)測裝置包括在邊坡及洞室開挖面I上設置的混凝土觀測墩11，混凝土觀測墩11下部預埋有精密水準標12，用于監(jiān)測巖土工程的豎向變形，混凝土觀測墩11頂部預埋強制對中基座14，觀測棱鏡13通過連接器15與強制對中基座14連接，并通過棱鏡調(diào)平裝置16對觀測棱鏡13進行調(diào)平，以實現(xiàn)對巖土工程的水平方向變形監(jiān)測，表觀變形監(jiān)測裝置通過觀測棱鏡13，從而獲取表觀變形測點處的絕對坐標，進而換算得到該點的絕對位移。工程中，通常在深部變形監(jiān)測裝置旁增加表觀變形觀測點，對深部變形監(jiān)測資料進行驗證。
[0003]目前，對巖體工程的變形監(jiān)測通常將深部變形監(jiān)測裝置和表觀變形監(jiān)測裝置單獨布置，該監(jiān)測方法的主要技術(shù)缺陷包括:
[0004]一、傳統(tǒng)深部變形監(jiān)測假定基準測桿3的錨固桿4為絕對不動點，通過絕對不動點反推不同深度處的相對變形值，當基準測桿3深度小于監(jiān)測對象變形深度時，該方法無法反映各相對變形測桿17測點及基準測桿3測點的絕對位移，從而無法準確判斷監(jiān)測部位的變形深度。
[0005]二、表觀變形監(jiān)測與深部變形監(jiān)測兩者不能有效結(jié)合，且易給監(jiān)測資料分析人員帶來誤導，難以準確判斷監(jiān)測對象的變形情況。實際工程中已發(fā)現(xiàn)表觀變形監(jiān)測與深度變形觀測在I米左右距離發(fā)現(xiàn)變形值相差一倍甚至60?70_，無法分清變形規(guī)律，具體可參見表1，從表中可以看出，在巖土工程中設置了兩組對比監(jiān)測裝置，其中，多點位移計MOl和表觀變形監(jiān)測裝置TPOl為第一組對比監(jiān)測裝置，多點位移計M02和表觀變形監(jiān)測裝置TP02為第二組對比監(jiān)測裝置，兩組監(jiān)測日期同為從2013年7月16日至2014年I月26日，以第一組對比監(jiān)測裝置為例，截止到2014年I月26日，表觀變形監(jiān)測裝置TP02監(jiān)測到的累積位移量超過多點位移計MOl監(jiān)測到的累積位移量一倍有余，第二組對比監(jiān)測裝置情況也大體類似，說明在此期間，由于每組多點位移計和表觀變形監(jiān)測裝置各自的測點相距達I米左右，各個測點的位移不盡相同，造成同一組的數(shù)據(jù)無法匹配，從而給今后的監(jiān)測和施工造成了很大的不確定性。
[0006]表I現(xiàn)有的水平方向變形監(jiān)測成果對比
[0007]
多點位移計MOl孔口累I表觀變形監(jiān)測裝置多點位移計M02孔口累I表觀變形監(jiān)測裝置
觀測日期
' 積位移 TPOl累積位移積位移 TP02累枳令移
2013-07-16 0.00 0.000.00 O
2013-07-17 -0.04 1.470.06 -2.16
2013-07-18 0.05 0360.13 -0.22
2013-07-19 0.09 2.550.14 -0.98
2013-07-20 0.18 0.650.18 1.21
2013-07-21 0.24 0.850.22 1.68
2013-07-24 0.26 1.730.36 1.18
2013-08-01 1.75 0.541,64 2.77
2013-08-14 2.41 4.13丄 8 5.84
2013-08-25 2.28 2.10丄 /5 3.29
2013-09-04 2.33 6.351.81 10.25
2013-09-10 2.57 6.831.93 10.92
2013-09-20 2.63 6.831.85 10.92
2013-09-28 2.64 3.871.82 10.25
2013-10-18 2.66 17.551.85 10.59
2013-11-17 5.88 19.961.81 9.3
2013-11-21 6。76 19.061.58 14.99
2013-11-29 9.91 17.981.86 14.62
2013-12-02 12.07 21.091.92 17.83
2013-12-06 12.52 19.715.29 19.96
2013-12-13 13.69 27.605.22 22.45
2013-12-20 16.91 23.245.18 27.46
2013-12-2720.58 33.737.45 26
2014-01-0323.28 34.517.63 31.96
201.4-01-08 26.50 38.589.93 32.42
2014-01-16 32.48 52.7520.12 35.59
2014-01-22 40.89 73.4325.72 47.25
2014-01-26 41.35 83.5128.57 65.22
[0008]三、不利于對變形部位制定有針對性的加固處理方案，難以實現(xiàn)加固方案最優(yōu)化，造成資源浪費，增加了工程投資。
[0009]四、每建立一個表觀變形監(jiān)測點需增加成本約5000元，亦增加了工程投資，造成成本上升。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了表觀變形和深部變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的同步采集，可有效確定所監(jiān)測項目的最大變形深度，監(jiān)測過程方便快捷。
[0011]本實用新型提供的一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，包括相互平行的基準測桿和相對變形測桿，所述基準測桿的長度大于相對變形測桿的長度，所述基準測桿和相對變形測桿一端分別設有錨固桿，所述基準測桿和相對變形測桿另一端設有固定座，所述固定座一側(cè)設有分別與基準測桿和相對變形測桿間隙配合的插孔，所述固定座另一側(cè)固定有傳感器，所述基準測桿和相對變形測桿分別與對應的傳感器一端相連，每個傳感器另一端通過電纜與檢測設備相連，所述固定座另一側(cè)設有用于將傳感器封閉在內(nèi)的保護套筒，所述電纜穿過保護套筒，所述保護套筒側(cè)壁設有強制對中基座，所述強制對中基座的外端面通過連接器與觀測棱鏡相連，所述觀測棱鏡與強制對中基座之間設有棱鏡調(diào)平裝置。深部變形監(jiān)測假設多點位移計最深的基準測桿測點為穩(wěn)定不動點，利用傳統(tǒng)的多點位移計監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測監(jiān)測孔孔口位置相對于多點位移計最深的基準測桿測點的位移，實現(xiàn)了深部變形監(jiān)測。同時，通過對傳統(tǒng)多點位移計的保護套筒進行改進，在其側(cè)壁增加表觀變形監(jiān)測所需的強制對中基座、連接器和觀測棱鏡，實現(xiàn)表觀變形監(jiān)測與深部變形監(jiān)測的同步進行。并利用監(jiān)測得到的技術(shù)參數(shù)確定絕對位移和相對位移的對應關(guān)系，進而確定變形區(qū)域的變形深度。相比傳統(tǒng)的將表觀變形監(jiān)測裝置與深部變形監(jiān)測裝置單獨布置的監(jiān)測手段，本實用新型可方便、快捷的確定監(jiān)測對象的最大變形深度。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述基準測桿為一根，所述相對變形測桿有兩根，其中一根相對變形測桿的長度比另一根相對變形測桿的長度長，所述固定座另一側(cè)設有三個傳感器和三根電纜。一般情況下，只要一根相對變形測桿和基準測桿配合就可以確定監(jiān)測對象的最大變形深度，但是為了使監(jiān)測結(jié)果更準確，必須多設測點，但測點設置太多既會造成監(jiān)測過程繁瑣，同時加大了工程投資，從技術(shù)性和經(jīng)濟性綜合考慮，選定兩根相對變形測桿是合適的。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述插孔端部固定有連接套，所述基準測桿和相對變形測桿分別與對應的連接套間隙配合，所述連接套與傳感器固定相連。連接套可以起到更好的導向作用，將巖土變形所造成的位移量準確轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬ψ冃螠y桿的軸向位移。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述保護套筒設有電纜導向套。電纜導向套便于電纜的集中管控。
[0015]在上述技術(shù)方案中，所述電纜導向套固定于保護套筒側(cè)壁上。將電纜導向套固定于保護套筒側(cè)壁上，當將本實用新型送入監(jiān)測孔時，操作起來更方便。
[0016]在上述技術(shù)方案中，所述連接器為連接螺釘，所述連接螺釘固定于觀測棱鏡內(nèi)端面、并與強制對中基座螺紋配合。相比較其他的連接方式，螺紋連接既方便，同時又便于棱鏡調(diào)平裝置進行微調(diào)。
[0017]本實用新型具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，具有以下有益效果:
[0018]一、本實用新型可同時對監(jiān)測對象進行深部變形監(jiān)測和表觀變形監(jiān)測，避免了原有監(jiān)測方法的不足，可準確判斷監(jiān)測部位的變形深度及穩(wěn)定性，從而可確定合理有效的加固處理措施，提高了針對性和實效性。
[0019]二、本實用新型將傳統(tǒng)表觀變形監(jiān)測儀器與深部變形監(jiān)測儀器有機結(jié)合，去掉了需單獨制作表觀變形監(jiān)測裝置中混凝土觀測墩、精密水準標等繁瑣工藝，節(jié)約了時間，提高了工作效率，節(jié)省了工程投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有的處于監(jiān)測狀態(tài)的多點位移計的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為現(xiàn)有的處于監(jiān)測狀態(tài)的表觀變形監(jiān)測裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為圖2中A-A處的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實用新型具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本實用新型的限制。
[0025]圖1中現(xiàn)有的深部變形監(jiān)測裝置以及圖2至圖3中現(xiàn)有的表觀變形監(jiān)測裝置在【背景技術(shù)】中已有描述，在此不再贅述。
[0026]參見圖4，本實用新型具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，包括基準測桿
3、錨固桿4、連接套5、固定座6、傳感器7、電纜8、保護套筒9、電纜導向套10、觀測棱鏡13、強制對中基座14、連接器15、棱鏡調(diào)平裝置16和相對變形測桿17。
[0027]所述基準測桿3和相對變形測桿17相互平行，所述基準測桿3的長度大于相對變形測桿17的長度。所述基準測桿3和相對變形測桿17 —端分別設有錨固桿4，所述基準測桿3和相對變形測桿17另一端設有固定座6。所述固定座6 —側(cè)設有分別與基準測桿3和相對變形測桿17間隙配合的插孔6.1。所述固定座6另一側(cè)固定有傳感器7，所述基準測桿3和相對變形測桿17分別與對應的傳感器7 —端相連，每個傳感器7另一端通過電纜8與檢測設備(圖中未示出)相連。所述固定座6另一側(cè)設有用于將傳感器7封閉在內(nèi)的保護套筒9，所述電纜8穿過保護套筒9。所述保護套筒9側(cè)壁設有強制對中基座14，所述強制對中基座14的外端面通過連接器15與觀測棱鏡13相連，所述觀測棱鏡13與強制對中基座14之間設有棱鏡調(diào)平裝置16。深部變形監(jiān)測假設多點位移計最深的基準測桿3測點為穩(wěn)定不動點，利用傳統(tǒng)的多點位移計監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測監(jiān)測孔2孔口位置相對于多點位移計最深的基準測桿3測點的位移，實現(xiàn)了深部變形監(jiān)測。同時，通過對傳統(tǒng)多點位移計的保護套筒9進行改進，在其側(cè)壁增加表觀變形監(jiān)測所需的強制對中基座14、連接器15和觀測棱鏡13，實現(xiàn)表觀變形監(jiān)測與深部變形監(jiān)測的同步進行。并利用監(jiān)測得到的技術(shù)參數(shù)確定絕對位移和相對位移的對應關(guān)系，進而確定變形區(qū)域的變形深度。相比傳統(tǒng)的將表觀變形監(jiān)測裝置與深部變形監(jiān)測裝置單獨布置的監(jiān)測手段，本實用新型可方便、快捷的確定監(jiān)測對象的最大變形深度。
[0028]所述基準測桿3為一根，所述相對變形測桿17有兩根，其中一根相對變形測桿17的長度比另一根相對變形測桿17的長度長，所述固定座6另一側(cè)設有三個傳感器7和三根電纜8。一般情況下，只要一根相對變形測桿17和基準測桿3配合就可以確定監(jiān)測對象的最大變形深度，但是為了使監(jiān)測結(jié)果更準確，必須多設測點，但測點設置太多既會造成監(jiān)測過程繁瑣，同時加大了工程投資，從技術(shù)性和經(jīng)濟性綜合考慮，選定兩根相對變形測桿17是合適的。
[0029]所述插孔6.1端部固定有連接套5，所述基準測桿3和相對變形測桿17分別與對應的連接套5間隙配合，所述連接套5與傳感器7固定相連。連接套5可以起到更好的導向作用，將巖土變形所造成的位移量準確轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬ψ冃螠y桿17的軸向位移。
[0030]所述保護套筒9設有電纜導向套10。電纜導向套10便于電纜8的集中管控。
[0031]所述電纜導向套10固定于保護套筒9側(cè)壁上。將電纜導向套10固定于保護套筒9側(cè)壁上，當將本實用新型送入監(jiān)測孔2時，操作起來更方便。
[0032]所述連接器15為連接螺釘，所述連接螺釘固定于觀測棱鏡13內(nèi)端面、并與強制對中基座14螺紋配合。相比較其他的連接方式，螺紋連接既方便，同時又便于棱鏡調(diào)平裝置16進行微調(diào)。
[0033]本實用新型可同時對監(jiān)測對象進行深部變形監(jiān)測和表觀變形監(jiān)測，可準確判斷監(jiān)測部位的變形深度及穩(wěn)定性，具體參見表2，通過用同一個具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置在相同時間內(nèi)對A、B兩處進行監(jiān)測，由于每處的深部變形監(jiān)測測點和表觀變形監(jiān)測測點重合，使得由于距離造成的巖土變形所帶來的誤差被減小到最低，如表2所示，在對A處的變形監(jiān)測過程中，截止到2014年5月2日，深部變形監(jiān)測測點監(jiān)測到的累積位移量為10.08_，而表觀變形監(jiān)測測點監(jiān)測到的累積位移量為11.24mm，對B處的監(jiān)測也大體類似，這使得同一處測得的數(shù)據(jù)匹配性很高，有助于準確判斷監(jiān)測部位的變形深度和穩(wěn)定性，從而為制定有效的加固處理措施夯實了基礎。
[0034]表2采用本實用新型后的水平方向變形監(jiān)測成果對比
[0035]
多點位移計方法觀測A表觀測量方法觀測A處多點位移計方法觀測B表觀測量方法觀測B
觀測口期
處累積位移累積位移處累積位移處累積位移
2014-02-01 0.000.000.00O
2014-02-06 0.890.660.520.88
2014-02-11 0.931.231.323.37
2014-02-16 1.371.732.103.78
2014-02-21 1.682.052.185.97
2014-02-26 2.492.972.877.08
2014-03-03 3.684.264.367.24
2014-03-08 4.344.336.188.03
2014-03-13 4.434.497.878.32
2014-03-18 5.435.617.989.76
2014-03-23 5.455.839.9511.23
2014-03-28 5.485.5811.7512.71
2014-04-02 7.538.7912.9313.22
2014-04-07 8.198.9114.0114
2014-04-12 8.289.5315.1215.15
2014-04-17 9.0610.2815.8115,46
2014-04-22 9.3210.5516.3518.21
2014-04-27 9.8411.0217.2920.69
2014-05-02 10.0811.2418.5422.15
[0036]顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
[0037]本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，包括相互平行的基準測桿(3)和相對變形測桿(17)，所述基準測桿(3)的長度大于相對變形測桿(17)的長度，所述基準測桿⑶和相對變形測桿(17) —端分別設有錨固桿(4)，所述基準測桿(3)和相對變形測桿(17)另一端設有固定座￠)，所述固定座(6) —側(cè)設有分別與基準測桿(3)和相對變形測桿(17)間隙配合的插孔(6.1)，所述固定座(6)另一側(cè)固定有傳感器(7)，所述基準測桿(3)和相對變形測桿(17)分別與對應的傳感器(7) —端相連，每個傳感器(7)另一端通過電纜(8)與檢測設備相連，所述固定座￠)另一側(cè)設有用于將傳感器(7)封閉在內(nèi)的保護套筒(9)，所述電纜(8)穿過保護套筒(9)，其特征在于:所述保護套筒(9)側(cè)壁設有強制對中基座(14)，所述強制對中基座(14)的外端面通過連接器(15)與觀測棱鏡(13)相連，所述觀測棱鏡(13)與強制對中基座(14)之間設有棱鏡調(diào)平裝置(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，其特征在于:所述基準測桿⑶為一根，所述相對變形測桿(17)有兩根，其中一根相對變形測桿(17)的長度比另一根相對變形測桿(17)的長度長，所述固定座(6)另一側(cè)設有三個傳感器(7)和三根電纜(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，其特征在于:所述插孔(6.1)內(nèi)固定有連接套(5)，所述基準測桿(3)和相對變形測桿(17)分別與對應的連接套(5)間隙配合，所述連接套(5)與傳感器(7)固定相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，其特征在于:所述保護套筒(9)設有電纜導向套(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，其特征在于:所述電纜導向套(10)固定于保護套筒(9)側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有表觀變形測量功能的深部變形監(jiān)測裝置，其特征在于:所述連接器(15)為連接螺釘，所述連接螺釘固定于觀測棱鏡(13)內(nèi)端面、并與強制對中基座(14)螺紋配合。
【文檔編號】G01B7/16GK204007501SQ201420424809
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】翁永紅, 彭紹才, 郭艷陽, 王朝晴, 王漢輝, 張存慧, 杜申偉, 孔建, 李盛青, 韋國書 申請人:長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司