[發明專利]一種直貼式巖壁變形激光掃描系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201811239492.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109269434B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 汪賢良;張建海;李志國
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 51229 成都正華專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 何凡

1.一種直貼式巖壁變形激光掃描系統的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將直貼式監測儀粘貼于監測斷面的圍巖上；

S2、將固定點設置在硐室內的不動點處，將第一發射點和第二發射點分別設置在直貼式監測儀的兩端，并在兩個發射點分別設置一個激光距離傳感器；

S3、通過激光距離傳感器掃描固定點，得到發射點到固定點的距離，并計算發射點的豎向絕對位移和橫向絕對位移；

S4、通過微電腦控制激光距離傳感器掃描直貼式監測儀監測點上的反光片，得到發射點到監測點的距離，并通過發射點的豎向絕對位移和橫向絕對位移計算監測點的豎向絕對位移和橫向絕對位移；

S5、通過微電腦根據監測點的橫向絕對位移和豎向絕對位移對監測點進行變形分析，并得到圍巖的穩定性評價及預警；

所述步驟S3中發射點的豎向絕對位移和橫向絕對位移的計算方法為：

S31、計算發射點A變形前后的豎向絕對位移，計算公式為：

AE＝AG-EG

上式中，A為發射點，AE為發射點A變形前后的豎向絕對位移，AG＝CP＝AP·sin∠PAC，其中，CP為變形前固定點P到發射點A所在水平面的距離，AP為變形前發射點A與固定點P之間的距離，∠PAC為變形前發射點A和固定點P之間的連線AP與A所在的水平面之間的夾角，EG＝C'P＝A'P·sin∠PA'C'，其中，C'P為變形后固定點P到發射點A'所在水平面的距離，A'為發射點A變形后的點，A'P為變形后發射點A'與固定點P之間的距離，∠PA'C'為變形后發射點A'和固定點P之間的連線A'P與發射點A'所在的水平面之間的夾角；

S32、計算發射點A變形前后的橫向絕對位移，計算公式為：

A'E＝AH-A'I

上式中，A'E為發射點A變形前后的橫向絕對位移，AH＝AC·cos∠CAH，AC＝AP·cos∠PAC，其中，∠CAH為變形前AC與AB所在豎直面之間的夾角，AC為變形前發射點A與固定點P在A所在的水平面上的投影C之間的距離，AB為變形前發射點A與監測點B的距離，AP為變形前發射點A與固定點P之間的距離；A'I＝A'C'·cos∠C'A'I，其中，A'C'為變形后A'與P在過A'的水平面上的投影C'之間的距離，∠C'A'I為變形后A'C'與A'B'所在豎直面的夾角，A'C'為變形后發射點A'與固定點P在A'所在的水平面上的投影C'之間的距離，A'B'為變形后發射點A'與監測點B'的距離；

所述步驟S4中監測點的橫向絕對位移和豎向絕對位移的計算方法為：

S41、計算監測點B變形前后的豎向絕對位移，計算公式為：

BF＝BD-FD

上式中，B為監測點，BF為監測點B變形前后的豎向絕對位移，BD＝AB·sin∠BAD，AB為變形前發射點A與監測點B之間的距離，∠BAD為AB與A所在水平面間的夾角，FD＝B'D'-AE，B'D'為A'B'在過B'且垂直于平面A'B'D'的平面上的投影，B'為監測點B變形后的點，D'為在ABB'A'平面上過A'的水平線與過B'的豎直線的交點，AE為發射點A變形前后的豎向絕對位移；

S42、計算監測點B變形前后的橫向絕對位移，計算公式為：

B'F＝AD-A'D'-A'E

上式中，B'F為監測點B變形前后的橫向絕對位移，AD＝AB·cos∠BAD，A'D'＝A'B'·cos∠B'A'D'，A'B'為變形后發射點A'與監測點B'之間的距離，∠B'A'D'為A'B'與過A'點所在水平面的夾角，A'E為發射點A變形前后的橫向絕對位移。

2.根據權利要求1所述的直貼式巖壁變形激光掃描系統的使用方法，其特征在于，所述直貼式巖壁變形激光掃描系統包括兩個激光距離傳感器、直貼式監測儀和固定點，所述直貼式監測儀的形狀為一長條，所述直貼式監測儀的一面為監測帶，所述監測帶上等距離設有若干監測點，每個所述監測點上設有反光片，所述直貼式監測儀的另一面為粘貼面，所述粘貼面上設有粘貼膠，所述直貼式監測儀通過粘貼膠粘貼在巖壁上，一個所述激光距離傳感器設置在直貼式監測儀一端處，所述直貼式監測儀一端為第一發射點，另一個所述激光距離傳感器設置在直貼式監測儀的另一端處，所述直貼式監測儀的另一端為第二發射點，所述固定點設置在硐室內的不動點處，兩個所述激光距離傳感器均與微電腦連接。