[發明專利]一種利用圓錐形線的變形測量方法

有效

• 申請號: 201410572991.0
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104296647A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 盧應發
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30;G01B11/16;G01B21/32
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 溫珊姍

技術領域

本發明屬于土木工程和實驗測量技術領域，特別涉及大變形測量，具體的說是一種利用圓錐形線的變形測量方法。

背景技術

大變形和全斷面測量是一個迄今還沒有得到很好解決的科學難題，其測量的理論和方法還不完善；另外，在大變形測量時，使用費用高，測量精度得不到保證，甚至大變形測量不可能實現。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種利用圓錐形線的變形測量方法，該方法可以應用于室內試驗、現場各種營建建筑物和自然變形體的測量，應用范圍廣；利用本方法，可以測量絕對位移、相對位移以及全斷面測量。

一種利用圓錐形線的變形測量方法，包括如下步驟：

1、采用圓錐形線作為測量線；

2、固定測量線的兩端，在測量線上安裝測量元器件，將可轉動伸縮桿固定于測量體要求的測量點上，提取初始變形顯示器的值Δr₁，計算轉化為大位移的結果ΔL₁＝Δr₁/tanφ；式中，ΔL₁為第一次測量位移，r為圓錐線半徑，φ為圓錐邊線與中心線夾角；

3、在經歷一段時間的變形之后，再提取變形顯示器的值Δr₂，并計算ΔL₂，則在該段時間內該點的變形結果ΔL＝ΔL₂-ΔL₁；式中，ΔL₂為第二次測量位移，ΔL為兩次測量位移差。

所述圓錐形線為多個圓錐形或圓臺形單元同向或反向相連而成。

所述測量元器件為彈簧、應變計、光纖傳感器、激光器中的一種或幾種。

所述變形顯示器為電子顯示器。

本發明利用圓錐形線的變形測量方法的優點是：

1)實現了從小變形測量，從而獲得大位移的測量結果，解決了室內及現場大位移和全斷面測量的難題；

2)測量線可以是不銹鋼、鋼筋、鋼絲繩、木材等，成本低且易于獲取；

3)測量元器件便宜、簡單，方便人工或數據提?。粶y量精度變化范圍廣，適應性強；

4)適用范圍廣，可以是室內試驗和現場測量，測量對象可以是室內試驗、現場橋梁、路基、地質災害體(自然變形體)、房屋建筑或裂縫等；

5)可以沿測量線的不同斷面實施全斷面測量，通過不同形式的布置，也可以實施三維測量。

附圖說明

圖1為同向重復的圓錐形線的結構示意圖。

圖2為反向重復的圓錐形線的結構示意圖。

圖3為圖1的Ⅰ-Ⅰ向剖面結構示意圖，也是本發明所采用測量裝置結構示意圖。

圖中，1為測量線，2為測量元器件，3為變形顯示器，d1為圓錐形或圓臺形單元的最小直徑，d2為圓錐形或圓臺形單元的最大直徑。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明進行進一步說明。如圖1-3所示，一種利用圓錐形線的變形測量方法，包括如下步驟：

1、先固定測量線兩端，兩端可以固定于不變形的基礎上或測量體上，安裝測量元器件于測量線上，將可轉動伸縮桿固定于測量體要求的測量點上，提取初始變形顯示器的值Δr₁，計算轉化為大位移的結果ΔL₁(ΔL₁＝Δr₁/tanφ)。

2、在經歷一段時間的變形之后，再提取變形顯示器的值Δr₂，并計算ΔL₂，則在該段時間內該點的變形結果(絕對值或相對值)為ΔL₂-ΔL₁。

本發明的基本原理是：由于圓錐形線直徑變化從d₁變化到d₂，其相應的位移變化為L₁(見圖1)，即實現了小的變形測量，從而獲得大的位移測量結果。

測量線的材質變化范圍廣，它可以是不銹鋼、鋼筋、鋼絲繩、木材等，且便宜，易于購買。

測量元件變化范圍廣，它可以是彈簧、應變計、光纖傳感器、激光器等，適應性廣、易于購買、安裝等；也可以沿測量線標明測量尺度，適宜于人工測量；其測量結果精度主要由測量元件決定。

變形顯示器可以是電子顯示器等。