[發明專利]一種基于電子系統的現場巖體結構面變形長期監測裝置和方法

有效

• 申請號: 201810304540.7
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108387185B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 鄧華鋒;段玲玲;支永艷;潘登;孫旭曙;李建林
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種基于電子系統的現場巖體結構面變形長期監測裝置方法，裝置包括激光發射部件、激光接收部件；激光發射部件包括激光發射器；激光接收部件包括固定板及在所述固定板上設置的多個光電傳感器；每個所述光電傳感器分別與控制器連接，激光發射器與控制器通過計時器連接。方法包括定位、初測、實時測定、比對。本發明優選的是，避免了野外巖體結構面變形監測的單一性，更是克服了野外復雜環境下巖體結構面變形監測時間上的局限性。

技術領域

本發明實用巖體結構面的變形監測，尤其是一種可用于在野外長期復雜環境下巖體結構面張開變形與剪切變形的電子監測裝置。

背景技術

巖體結構面中節理、裂隙在地應力的作用下承受著擠壓、張開和剪切等變形，巖體的結構面變形處是應力釋放或集中的關鍵部位，其性質往往控制著整個巖體結構的穩定，也是決定邊坡穩定的關鍵所在。巖體結構面的發育將直接影響邊坡的變形穩定，很可能使前期穩定的邊坡向不穩定方向發展，所以巖體結構面的變形監測對巖體工程研究非常重要。在重力和其他因素作用下，一方面結構面開度會裂化，另一方面會沿著結構面發生剪切變形，因此，對節理巖體的結構面變形進行現場監測進而為邊坡變形穩定提供基礎數據顯得尤為重要。

目前，野外巖體結構面的變形監測方法有許多種，精密儀器及電子監測裝置試驗的成本高、實施難度比較大，難以滿足野外監測的復雜環境(如工程施工，溫度、濕度變化等)。邊坡巖體結構面的變形監測對于邊坡穩定性研究具有重要意義，而現有的測量裝置在安裝過程中缺少安裝校核部分，在野外環境下校核不夠完善，難以避免由于裝置安裝過程中帶來的誤差；相對于大多數測量裝置，都是單點進行測試，測試誤差大，且單點測試極易失效，而且現有的測量裝置難以適用于野外的復雜環境，以及對巖體結構面的變形進行監測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供基于電子系統的現場巖體結構面變形長期監測裝置，可以解決環境復雜、無法同時考慮法向與剪切兩個方向的變形影響問題，實現在復雜環境下，對巖體結構面變形的雙向監測，且不需要長人員長時間近距離觀察。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種基于電子系統的現場巖體結構面變形長期監測裝置包括激光發射部件、激光接收部件；

所述激光發射部件包括激光發射器；

所述激光接收部件包括固定板及在所述固定板上設置的多個光電傳感器；

每個所述光電傳感器分別與控制器連接，激光發射器與控制器通過計時器連接。

進一步講，所述監測裝置包括太陽能電板，太陽能電板與蓄電池連接，

激光發射器、光電傳感器、溫度傳感器、計時器、控制器分別與蓄電池連通。

進一步講，激光發射部件還包括由旋轉電機驅動的旋轉底座，所述激光發射器設在旋轉底座上，所述旋轉電機與控制器通過計時器連接；

所述激光接收部件至少包括二塊固定板，每塊所述固定板上各設置多個光電傳感器。

一種基于電子系統的現場巖體結構面變形長期監測方法包括定位、初測、即時測定、校核、實時測定、比對；

所述定位，將固定板上的多個光電傳感器的中心位置進行定點，并一個平面上依次標出其中心位置點A1\A2\A3…An,然后用直線將相鄰的中心位置A1\A2\A3…An點連接起來組成定位平面圖；

所述初測，固定板放置在結構面一側、激光發射器放置在結構面另一側，啟動激光發射器發射激光，固定板上某個光電傳感器接收到激光信號，將接收到激光信號的光電傳感器對應的中心位置點在定位平面圖上標出，即初始位置點；

所述即時測定，在確定初始位置后，隨即啟動激光發射器向固定板方向發射激光，并將接收到激光信號的光電傳感器對應的中心位置點在定位平面圖上標出，即為即時位置點；