[發明專利]地裂縫三向變形測量儀

無效

• 申請號: 200910023620.6
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101639353A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 翟越;王海英;彭建兵;門玉明;李尋昌;呂小輝;王景峰
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01C7/02
• 分類號: G01C7/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于地質工程監測領域，尤其是涉及一種地裂縫三向變形測量儀。

背景技術

地裂縫是一種緩慢發展的漸進性地質災害，在世界上許多國家都有發育。我國的地裂縫分布十分廣泛，近年來具有范圍不斷擴大，危害不斷加重的趨勢。地裂縫造成的損失是多種多樣的，直接損失主要有地表工業和民用建筑損失、地下供水、供氣管道設施破壞損失等；間接損失則更為嚴重，常造成生產廠房、車間的破壞造成停產，管道的破壞造成停水、停電、停氣、漏水、漏氣、引起環境惡化等。在我國，地裂縫迄今為止已造成數十億元的直接經濟損失，對城市建設用地地有效利用和城市發展留下了重大的安全隱患。

地裂縫是具有三維變形特征的地表線狀裂縫，同時產生豎直位移、張裂位移和剪切位移。特別在西安市地區，受黃土濕陷性的影響，在構造力作用下，其活動方式為具有單向積累的蠕動特征。這種地裂縫的變形對城市建設危害很大，尤其對于不可避免的貫穿于目前處于超常活動的十余條地裂縫的西安地鐵工程的施工建設以及運營安全來說，其危害更為明顯和嚴重。

采取何種建筑措施防范這些安全隱患，必須建立在可靠的監測數據基礎上。現行監測地裂縫的常用方法主要有多點檢測法和相對位移檢測法兩種。其中，多點監測法是在地裂縫的兩側設置多個點分別埋設百分表，來檢測水平、豎直和剪切位移。這種方法設備簡單，操作方便易行；缺點是儀器的安裝調試繁瑣，人工讀取數據誤差大，可靠度不高，不能進行同一點處的實時監測。相對位移檢測法是將地裂縫的三向變形轉變成空間中一點P的移動，則通過測算p點的位移就可以計算出地裂縫的變形。目前，最常用的儀器為整體式TS三向測縫計，其主要缺點是將點的空間位移轉化為相對位移的計算過程較繁瑣，且會產生較大的計算誤差。針對上述方法的缺點，研制一種更便捷精確的設備對地鐵建設和運營環境下的地裂縫活動進行全面的實時監測，顯得尤為重要和迫切。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種地裂縫三向變形測量儀，其安裝調試簡便、使用操作簡便且測試精度高、測試效果好，能對地裂縫同一點的三向變形絕對值進行同步檢測。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種地裂縫三向變形測量儀，其特征在于：包括分別固定在被監測地裂縫左右兩側的豎直立桿一和豎直立桿二、固定在豎直立桿一和豎直立桿二之間的水平張拉位移測試裝置、安裝在豎直立桿一上的豎直位移測試裝置和水平剪切位移測試裝置以及對所檢測數據進行分析處理并同步顯示測試結果的數據分析系統和由數據分析系統進行控制的告警單元；所述豎直位移測試裝置包括能繞豎直立桿一軸向轉動并能沿豎直立桿一上下移動的豎直滑塊和對豎直滑塊的豎向位移進行實時檢測的豎向線位移傳感器，所述豎直滑塊套裝在豎直立桿一上；所述水平張拉位移測試裝置包括一端固定在豎直滑塊上且對豎直滑塊進行支撐固定并能帶動豎直滑塊繞豎直立桿一軸向轉動的水平支撐滑軸、一端固定在豎直立桿二上的水平支撐桿、固定在水平支撐桿另一端且套裝在水平支撐滑軸上并能在水平支撐滑軸上水平移動的水平滑塊和對水平滑塊的水平位移進行實時檢測的水平向線位移傳感器；水平剪切位移測試裝置為對豎直滑塊繞豎直立桿一軸向轉動的轉度角度進行實時檢測的角位移傳感器；所述水平向線位移傳感器、豎向線位移傳感器和角位移傳感器均接數據分析系統，數據分析系統與告警單元相接。

所述水平向線位移傳感器、豎向線位移傳感器和角位移傳感器與數據分析系統之間均以無線通訊方式進行通訊，所述水平向線位移傳感器、豎向線位移傳感器、角位移傳感器和數據分析系統上對應設置有無線信號收發系統。

所述豎直立桿一和豎直立桿二分別錨固于被監測地裂縫左右兩側的兩個底座上。

所述水平支撐桿和豎直立桿二之間通過斜支撐進行支撐固定。

所述水平支撐滑軸位于水平支撐桿上方。

所述水平向線位移傳感器和豎向線位移傳感器均為電阻式傳感器。

所述角位移傳感器安裝在豎直滑塊正上方。

所述豎直立桿一上部一側固定有一安裝于豎直滑塊上的豎向滑桿，豎向線位移傳感器安裝在豎向滑桿與位于豎向滑桿上方且固定在豎直立桿一上端部的阻擋件一之間；水平支撐滑軸后部一側固定有一安裝于水平滑塊上的水平向滑桿，水平向線位移傳感器安裝在水平向滑桿與位于水平向滑桿后方且固定在水平支撐滑軸后端部的阻擋件二之間。

所述豎直立桿一和豎直立桿二均為表面光滑的圓柱狀桿件。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、設計合理，各部件間的組裝和調試方便且使用操作簡便，實現方便。