[發明專利]一種自行式線狀路徑巖土變形監測裝置

有效

• 申請號: 201910080107.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109682424B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王菁莪;崔德山;劉清秉;駱進;項偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;B61D15/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫妮

本發明公開了一種自行式線狀路徑巖土變形監測裝置，包括線狀軌道、基座以及測量車，線狀軌道固定在巖土體表面上，線狀軌道的兩側設置有導軌，線狀軌道上表面上設置有齒條；測量車上具有導向輪；測量車上具有測量組件、電源組件及控制組件；測量車具有底盤、電動機、主動齒輪以及從動齒輪，主動齒輪固定在電動機的轉動軸上，底盤在電動機固定位置有開口，從動齒輪通過齒輪轉軸安裝在開口中，從動齒輪上端與主動齒輪嚙合，下端與齒條嚙合；基座設置在線狀軌道的起始端處，基座用于與測量車連接后獲取測量組件的測量數據，并給電源組件供電。本發明適用于小型化設計，可開展狹小空間工作，且成本低，自動化程度高。

技術領域

本發明涉及一種自行式線狀路徑巖土變形監測裝置，屬巖土工程、地質工程、防災減災領域。

背景技術

巖土體的變形監測是巖土工程、地質工程與防災減災領域的主要工作內容。自然界中的巖土體經過人工改造或受降雨、地震、水位變化等自然因素影響，可能產生不同程度的變形，如邊坡、基坑、巷道與地基等工程建設，或崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質災害。這些巖土體的變形達到一定程度將威脅人類的生命財產安全，因此，需要開展巖土體的變形監測。目前，根據監測技術的測量范圍，巖土體變形監測技術主要可分為點狀監測、線狀監測與面狀監測。其中，點狀監測是將各類變形傳感器安裝在巖土體表面一個或多個點位，開展各點位局部變形監測。線狀監測技術主要有分布式光纖技術與電纜時域反射技術等，該類監測方法將光纖或電纜固定在巖土體表面，巖土體變形造成光纖與電纜拉伸，通過瑞利散射等光學原理或時域反射原理計算變形。面狀監測是通過全站儀、三維激光掃描儀或雷達等設備對巖土體表面進行掃描，通過測量巖土體表面大量點位的變形數據計算整體變形情況。

點狀監測的缺陷是僅能對有限數量的點位同時開展監測，所得的監測數據僅能代表測點局部的變形情況。如需監測巖土體較大范圍內的變形情況，需要安裝大量的傳感器及配套的供電、數據采集、儲存與傳輸設備，成本高昂。分布式光纖技術與電纜時域反射等線狀監測技術的缺陷是僅能獲取監測路徑上的變形量數據，而無法獲得變形方向數據，且光纖允許的變形量較小，如果巖土體產生較大量的變形，將拉斷光纖，造成監測系統失效。面狀監測的缺陷是需要一定的操作空間，全站儀、三維激光掃描儀或雷達等設備需要距離需監測的巖土體表面一定距離才可開展工作，無法在狹小的空間內使用。此外，高精度的分布式光纖、時域反射、三維激光掃描與雷達等監測設備主要依靠發達國家進口，價格昂貴，如需開展自動化監測，需要將監測設備長期固定使用，成本高昂，很難大范圍使用。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種自行式線狀路徑巖土變形監測裝置，包括線狀軌道，線狀軌道固定在巖土體表面上，線狀軌道的兩側設置有導軌，線狀軌道上表面上設置有齒條；

所述自行式線狀路徑巖土變形監測裝置還包括測量車，測量車上具有導向輪，導向輪與所述導軌相適應，以使得測量車可沿著導軌進行移動；測量車上具有測量組件、電源組件及控制組件，測量組件用于測量巖土變形數據，電源組件用于給測量車供電；測量車具有底盤、電動機、主動齒輪以及從動齒輪，主動齒輪固定在電動機的轉動軸上，底盤在電動機固定位置有開口，從動齒輪通過齒輪轉軸安裝在所述開口中，從動齒輪上端與主動齒輪嚙合，下端與所述齒條嚙合，控制組件用于控制所述電動機進行運動，從而驅動主動齒輪轉動，以帶動從動齒輪在所述齒條上轉動，使得車輛移動；

線狀軌道的起始端處設置有基座，基座用于與測量車連接后獲取測量組件的測量數據，并給所述電源組件供電。

在本發明的自行式線狀路徑巖土變形監測裝置中，所述線狀軌道的剖面為“工”字形，“工”字形的上部的兩側邊均向外凸起形成導軌，所述導向輪的側面上開設有導向凹槽圈，所述導向凸起帶位于所述導向凹槽圈進行活動連接，導向凹槽圈可沿著導軌進行移動，從而使得測量車沿著軌道進行移動。

在本發明的自行式線狀路徑巖土變形監測裝置中，“工”字形的下部通過膨脹螺絲或土釘固定在巖土體表面。