一种地裂缝三向位移监测装置及地裂缝三向位移监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113029005A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110375189.2(22)申请日2021.04.08(71)申请人中国科学院武汉岩土力学研究所地址430071湖北省武汉市武昌区小洪山2号(72)发明人夏开宗陈从新张褚强王月王田龙刘轩廷(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所(普通合伙)42001代理人王敏锋(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01B11/16(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图9页(54)发明名称一种地裂缝三向位移监测装置及地裂缝三向位移监测方法(57)摘要本发明公开了一种激光式的地裂缝三向位移监测装置包括接收器基板、发射器基板、发射器底座、网格板、激光测距仪，在地裂缝的内外侧且紧邻裂缝的边缘处分别埋设三脚地下支撑杆组件，在地下支撑杆组件上安装地上支撑杆组件，地上支撑杆组件上分别安装接收器基板、发射器基板。其中接收器基板、发射器基板与地上支撑杆组件的固定杆垂直固定，固定杆与地下支撑组件的锚杆一通过球形较连接，地上支撑杆组件的另两根长度可调的调节杆与接收器基板或发射器基板通过球形较连接，裂缝变形前后，在调平接收器基板和发射器基板后，通过激光测距仪测量激光测距仪与网格板的间距，及比较两次测量时激光测距仪在网格板上的标记，可得到准确的裂缝三向位移。CN113029005ACN113029005A权利要求书1/2页1.一种地裂缝三向位移监测装置，包括接收器基板(3)、发射器基板(5)、发射器底座(7)、网格板(8)、激光测距仪(9)，所述网格板(8)竖立在接收器基板(3)的上表面并平行于裂缝的沿伸方向布置，所述激光测距仪(9)安装在发射器底座(7)内，发射器底座(7)固定在发射器基板(5)的上表面使激光测距仪(9)垂直对准网格板(8)，所述接收器基板(3)和发射器基板(5)的各布置在一组支撑杆组件上端，并相对布置在所述裂缝两侧，其特征在于：每组支撑杆组件包括相互衔接的地上支撑杆组件和地下支撑杆组件，所述地下支撑杆组件由锚固在岩体中一根锚杆一(11)和两根锚杆二(12)组成，锚杆一(11)和锚杆二(12)上端露出岩体组成三角阵列，其中贴近所述裂缝的一根锚杆一(11)的上端固定有衔接模块(112)，另两根锚杆二(12)的上端与连接公头(122)连接，所述衔接模块(112)背向锚杆(11)的一侧设有球形槽(114)、球体一(351)和可容纳螺杆(113)的线型凹槽(116)，所述球形槽(114)内安装有可转动的球体一(351)，形成第一球形铰结构(115)，所述线型凹槽(116)贯穿该球形槽(114)的中心并与该锚杆一(11)垂直，所述螺杆(113)从所述线型凹槽(116)中横穿所述球形槽(114)及球体一(351)，并与该球体一(351)过渡配合，所述线型凹槽(116)的深度大于所述螺杆(113)的直径，且宽度与所述螺杆(113)的直径匹配，使球体一(351)可绕螺杆(113)的轴线转动和随螺杆(113)沿线型凹槽(116)的内壁上下滑动，并避免绕所述锚杆一(11)转动；所述地上支撑杆组件包括与球体一(351)固定连接的固定杆(35)，和套装在连接公头(122)上长度可调的调节杆(4)，所述调节杆(4)的上端与接收器基板(3)或发射器基板(5)通过第二球形铰结构(36)转动连接，所述固定杆(35)的上端与接收器基板(3)或发射器基板(5)垂直固定，所述接收器基板(3)和发射器基板(5)上设有水准泡(34)，所述网格板(8)的坐标原点和激光测距仪(9)的发射点均位于固定杆(35)的中轴线的延长线上；所述监测装置在测量地裂缝三向位移的过程中的读数时，调节杆(4)均被调节使接收器基板(3)和发射器基板(5)处于水平位置。2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述接收器基板(3)上表面设有与网格板(8)的侧面轮廓匹配的切槽(32)，切槽(32)两端设有垂直接收器基板(3)的定位杆(33)，所述网格板(8)设有与定位杆(33)配合的插孔(81)。3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述发射器基板(5)的上表面设有与发射器底座(7)底面配合的凹槽(52)，发射器基板(5)的上表面还设有定向杆(53)，所述发射器底座(7)设有与定向杆(53)配合的圆形孔。4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述调节杆(4)下端设有能插接连接公头(12)的套筒(433)，该套筒(433)上设有紧固螺栓(435)能穿过套筒壁锁紧套筒(433)内的连接公头(12)。5.基于权利要求1所述的监测装置的地裂缝三向位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在裂缝内侧和外侧且紧邻裂缝边缘处