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(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CN110657905A(43)申请公布日2020.01.07(21)申请号201910797738.8(22)申请日2019.08.27(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人成帅胡慧江李利平石少帅周宗青王升靳昊高上(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人杨晓冰(51)Int.Cl.G01L1/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称隧道围岩内部应力分布式监测装置及施工方法、监测方法(57)摘要本发明公开了一种隧道围岩内部应力分布式监测装置及施工方法、监测方法,该装置包括支撑杆件和设置在支撑杆件外侧的耦合基座,所述耦合基座的外侧壁上沿圆周方向开设有多个交错排布的第一凹槽和第二凹槽,每个第二凹槽内均布设有传感光纤;该方法包括:将隧道围岩内部应力分布式监测装置安置在隧道围岩钻孔内部;待隧道围岩内部应力分布式监测装置安置在围岩钻孔后,对围岩钻孔进行封孔注浆处理;位于围岩钻孔内的监测装置中传感光纤受到纵向或横向的应力变化后,发生布里渊背向散射;布里渊散射测量仪测量传感光纤的变化量后,进行数据解析,确定围岩内部应力沿装置走向的应力变化位置和大小。CN110657905ACN110657905A权利要求书1/1页1.一种隧道围岩内部应力分布式监测装置,其特征是,包括支撑杆件和设置在支撑杆件外侧的耦合基座,所述耦合基座的外侧壁上沿圆周方向开设有多个交错排布的第一凹槽和第二凹槽,每个第二凹槽内均布设有传感光纤。2.根据权利要求1所述的隧道围岩内部应力分布式监测装置,其特征是,所述多个第一凹槽沿支撑杆件中心对称设置,所述多个第二凹槽沿支撑杆件纵向和横向中心线对称设置。3.根据权利要求1所述的隧道围岩内部应力分布式监测装置,其特征是,位于支撑杆件顶部的传感光纤一端与第二凹槽内侧壁之间填充有硅橡胶。4.根据权利要求1所述的隧道围岩内部应力分布式监测装置,其特征是,所述传感光纤延伸出第二凹槽的一端连接布里渊散射测量仪。5.根据权利要求1所述的隧道围岩内部应力分布式监测装置,其特征是,所述传感光纤采用包含外封装层的单模光纤。6.如权利要求1至5中任一项所述的隧道围岩内部应力分布式监测装置的施工方法,其特征是,该方法包括:将隧道围岩内部应力分布式监测装置安置在隧道围岩钻孔内部;待隧道围岩内部应力分布式监测装置安置在围岩钻孔后,对围岩钻孔进行封孔注浆处理。7.一种隧道围岩内部应力分布式监测方法,该方法是基于权利要求1至5中任一项所述的隧道围岩内部应力分布式监测装置实现的,其特征是,该方法包括:位于围岩钻孔内的监测装置中传感光纤受到纵向或横向的应力变化后,发生布里渊背向散射;布里渊散射测量仪测量到传感光纤的波长偏移量后,进行数据解析,确定围岩内部应力沿装置走向的应力变化位置和大小。2CN110657905A说明书1/4页隧道围岩内部应力分布式监测装置及施工方法、监测方法技术领域[0001]本公开涉及地下工程围岩稳定性监测技术领域,具体涉及一种隧道围岩内部应力分布式监测装置及施工方法、监测方法。背景技术[0002]光纤的布里渊散射特性是一种优良的物理信息监测方法,可实现连续几十公里长距离的光纤走向范围的应力监测,其基本原理是:激光传入光纤之后,光纤受应力发生布里渊散射,其光频率的偏移量与光纤自身受的应力变化为线性关系,因此基于该线性变化特征可以将光频率的偏移量转化为光纤周围的受力大小,通过本发明的装置实现围岩内部应力监测。[0003]现阶段,该技术成功应用于地下工程等安全监测领域,国内具有广阔的应用前景。但发明人在研发过程中发现,在实际工程中,地下工程围岩内部应力的监测和变化位置一直是监测的难点,导致各种潜在的因开挖扰动发生的围岩动力灾害难以遏制。发明内容[0004]为了克服上述现有技术的不足,本公开提供了一种隧道围岩内部应力分布式监测装置及施工方法、监测方法,通过特殊的耦合设计和受力支撑结构,实现围岩内部应力变化位置和大小的监测。[0005]本公开一方面提供的一种隧道围岩内部应力分布式监测装置的技术方案是:[0006]一种隧道围岩内部应力分布式监测装置,该装置包括支撑杆件和设置在支撑杆件外侧的耦合基座,所述耦合基座的外侧壁上沿圆周方向开设有多个交错排布的第一凹槽和第二凹槽,每个第二凹槽内均布设有传感光纤。[0007]本公开另一方面提供的一种隧道围岩内部应力分布式监测装置的施工方法的技术方案是:[0008]一种隧道围岩内部应力分布式监测装置的施工方法,该方法包括:[0009]将隧道围岩内部应力分布式监测装置安置在隧道围岩钻孔内部;[0010]待隧道围岩内部应力分布式监测装置安置在围岩钻