[發(fā)明專利]一種隧道力學(xué)特征檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011245038.7
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112414936B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王劍宏;李佳;張學(xué)森;劉健;胡艷秋;齊輝;解全一;呂高航
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東高速集團有限公司
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發(fā)明公開了一種隧道力學(xué)特征檢測系統(tǒng)及方法，其技術(shù)方案為：包括鉆孔模塊、應(yīng)變檢測模塊、水壓檢測模塊，鉆孔模塊包括取芯筒，所述取芯筒連接驅(qū)動裝置，在驅(qū)動裝置能夠為取芯筒提供旋轉(zhuǎn)動力；所述取芯筒下方安裝反力升降裝置；應(yīng)變檢測模塊包括用于貼附在鉆孔表面的應(yīng)變片，所述應(yīng)變片連接應(yīng)變接收儀；水壓檢測模塊包括能夠與鉆孔配合的筒體，所述筒體內(nèi)部固定水壓傳感器；筒體端部連接水壓控制模塊。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確快速的獲取隧道數(shù)據(jù)，測量結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道力學(xué)特征檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隧道檢測中的鉆孔取樣法是通過鉆孔對隧道襯砌厚度、空洞深度及襯砌后地質(zhì)情況進行觀察，對取出來的混凝土試樣進行強度檢測，從而獲得隧道襯砌的強度完成襯砌質(zhì)量檢測的一種方法。

隨著近年來我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的逐步發(fā)展與完善，對隧道的運營期健康狀況的檢測變得愈發(fā)重要。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，僅通過鉆孔取樣法對襯砌試樣的強度進行檢測已不能滿足實際工程的需要，還需要獲取隧道襯砌的應(yīng)力變化情況及襯砌背后水壓的大小，以準(zhǔn)確反算圍巖的作用荷載。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種隧道力學(xué)特征檢測系統(tǒng)及方法，能夠準(zhǔn)確快速的獲取隧道襯砌應(yīng)變數(shù)據(jù)，測量結(jié)構(gòu)受力情況。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種隧道力學(xué)特征檢測系統(tǒng)，包括：

鉆孔模塊，包括取芯筒，所述取芯筒連接驅(qū)動裝置，在驅(qū)動裝置能夠為取芯筒提供旋轉(zhuǎn)動力；所述取芯筒一側(cè)或下方安裝反力升降裝置；

應(yīng)變檢測模塊，包括用于貼附在鉆孔表面的應(yīng)變片，所述應(yīng)變片連接應(yīng)變接收儀；

水壓檢測模塊，包括能夠與鉆孔配合的筒體，所述筒體內(nèi)部固定水壓傳感器；筒體端部連接水壓控制模塊。

作為進一步的實現(xiàn)方式，所述水壓控制模塊包括與筒體連通的輸水管，所述輸水管安裝有排氣閥和截止閥。

作為進一步的實現(xiàn)方式，還包括顯示器，所述顯示器與應(yīng)變片、水壓傳感器通過無線連接。

作為進一步的實現(xiàn)方式，所述輸水管與筒體的連接端安裝有固定座。

作為進一步的實現(xiàn)方式，所述驅(qū)動裝置與支撐架固定，所述反力升降裝置連接于支撐架下方。

作為進一步的實現(xiàn)方式，所述驅(qū)動裝置包括電機、伸縮桿，所述電機通過齒輪組與伸縮桿的一端相連，伸縮桿的另一端與取芯筒相連。

作為進一步的實現(xiàn)方式，所述反力升降裝置包括反力拉桿，所述反力拉桿一端與支撐架轉(zhuǎn)動連接，另一端連接支座。

作為進一步的實現(xiàn)方式，所述取芯筒端部具有齒狀結(jié)構(gòu)。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種隧道力學(xué)特征檢測方法，采用所述的檢測系統(tǒng)，包括：

確定待檢測區(qū)域，將應(yīng)變檢測模塊貼于待檢測區(qū)域中心；

安裝鉆孔模塊，并調(diào)整鉆孔高度和鉆孔深度；

使用鉆孔模塊進行鉆孔，鉆孔完畢后，取出試樣及應(yīng)變檢測模塊，并導(dǎo)出應(yīng)變數(shù)據(jù)；

將筒體置于鉆孔內(nèi)，并安裝水壓檢測模塊；

關(guān)閉截止閥，打開排氣閥，觀察顯示器讀數(shù)，讀數(shù)穩(wěn)定時顯示豎直即為水壓值。

作為進一步的實施方式，鉆孔過程可利用應(yīng)變片檢測襯砌應(yīng)變釋放過程，鉆得的孔洞可安裝水壓檢測裝置檢測襯砌背后水壓變化情況，擴充了鉆孔取樣方法的適用范圍。

上述本發(fā)明的實施例的有益效果如下：