[發(fā)明專利]用于深部隧洞測量滑坡運動特征參量的方法、系統(tǒng)及終端

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110944239.4
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113670182B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 鄒宗興;葛思一;張錦程;宋洪斌;張永權;張俊榮;穆睿
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01P3/66;G01P13/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權代理有限公司 11401
• 代理人: 張曉博

1.一種用于深部隧洞測量滑坡運動特征參量的方法，其特征在于，所述用于深部隧洞測量滑坡運動特征參量的方法，包括：

確定滑體監(jiān)測點位置，在滑體所確定的所述滑體監(jiān)測點位置上安裝指示棒；

確定基準樁位置并安裝基準樁，以及安裝拉繩位移測量器；

測量確定的所述滑體監(jiān)測點之間相對位置和方位和監(jiān)測測線拉伸長度，并計算滑體運動特征參量；

所述確定滑體監(jiān)測點位置具體過程為：

在隧洞掌子面上確定滑體監(jiān)測點位置，用于布設指示棒，指示滑坡運動；根據(jù)滑帶厚度確定滑體監(jiān)測點的位置，滑體監(jiān)測點在滑帶垂向上方且位于滑帶水平分量的中點處，到滑帶的距離H取滑帶厚度h和50cm兩者之間的最大值，即H＝max{h,50}；

所述在滑體所確定的所述滑體監(jiān)測點位置上安裝指示棒滑體包括：

在選取點位置后，水平向插入指示棒，指示棒為不銹鋼材料，指示棒長60cm，指示棒插入滑體長度為總長2/3，確保指示棒在隨滑坡體運動時不發(fā)生變形；

指示棒預留一直徑2mm的圓孔使拉繩位移測量器的不銹鋼拉繩運動段能固定在指示棒上隨滑坡體一起運動；

所述確定基準樁位置并安裝基準樁包括：

基準樁豎向布設，設于平硐底部；基準樁安裝拉繩位移測量器后拉繩發(fā)射端的高度與指示棒所處高度一致；

基準樁包括第一基準樁、第二基準樁；

所述第一基準樁上拉繩位移傳感器發(fā)射端端口距離掌子面的水平距離與指示棒外端端點距離掌子面距離一致；

所述第二基準樁上拉繩位移測量器發(fā)射端端口與第一基準樁上拉繩位移測量器發(fā)射端端口的連線垂直于掌子面；

指示棒外端點、第一基準樁拉繩位移測量器發(fā)射端端口和第二基準樁拉繩位移測量器發(fā)射端端口三點在水平面上投影形成等腰直角形；基準樁在澆筑完成后在頂部預留4個螺紋孔，用于固定拉繩位移測量器的底座；

所述安裝拉繩位移測量器包括：

將拉繩位移測量器的安裝底座通過螺絲安裝在混凝土基準樁上，拉繩位移測量器通過底座與基準樁相連；

第一傳感器和第二傳感器在安裝時出線口應對準指示棒外端點；通過調節(jié)支架的螺釘保證拉繩位移測量器保持水平；拉繩拉出所需長度后穿過指示棒預留的圓孔并通過拉繩末端帶有的金屬卡扣與指示棒外端點連接。

2.如權利要求1所述用于深部隧洞測量滑坡運動特征參量的方法，其特征在于，所述測量確定的所述滑體監(jiān)測點之間相對位置和方位具體包括：

首先通過測量工具分別測量并記錄指示棒外端點A到第一基準樁上拉繩位移測量器出線口B和第二基準樁上拉繩位移測量器出線口C的初始距離L₂、L₃，再利用測量工具測量第一基準樁和第二基準樁上拉繩位移測量器出線口之間的距離L₁，通過羅盤記錄A、B連線的初始方位，記為θ；由于指示棒隨著滑坡的運動而運動，指示棒的位置發(fā)生改變，由A點變化為A′點，AB和AC的方位也發(fā)生變化，利用拉繩位移測量器記錄AB與AC的增長量ΔL₂、ΔL₃，得到A′B的距離L′₂為(L₂+ΔL₂)，A′C的距離L′₃為L₃+ΔL₃，根據(jù)三點的位置關系和長度變化借助三角函數(shù)就能推算出滑坡的位移以及滑動方向。

3.如權利要求2所述用于深部隧洞測量滑坡運動特征參量的方法，其特征在于，所述監(jiān)測測線拉伸長度包括：

采用拉繩位移測量器監(jiān)測棒外端點與第一基準樁上拉繩位移測量器出線口和第二基準樁上拉繩位移測量器出線口之間的距離變化值，得到位移隨時間的序列數(shù)據(jù)，即f(t，m)，f(t，n)，m和n分別代表沿x軸和y軸方向的位移。

4.如權利要求3所述用于深部隧洞測量滑坡運動特征參量的方法，其特征在于，所述運動特征參量包括：運動位移、運動速度、運動方向；

計算滑體運動特征參量具體過程為：

將采集到的數(shù)據(jù)帶入下列公式可以分別求得滑坡的位移、運動速度、方向；

運動位移公式如下：

運動速度公式如下：

滑坡的實際滑動方向θ′：

θ′＝θ+γ。