一种隧道力学特征检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种隧道力学特征检测系统及方法，其技术方案为：包括钻孔模块、应变检测模块、水压检测模块，钻孔模块包括取芯筒，所述取芯筒连接驱动装置，在驱动装置能够为取芯筒提供旋转动力；所述取芯筒下方安装反力升降装置；应变检测模块包括用于贴附在钻孔表面的应变片，所述应变片连接应变接收仪；水压检测模块包括能够与钻孔配合的筒体，所述筒体内部固定水压传感器；筒体端部连接水压控制模块。本发明专利技术能够准确快速的获取隧道数据，测量结构准确。确。确。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道力学特征检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及隧道检测领域，尤其涉及一种隧道力学特征检测系统及方法。

技术介绍

[0002]隧道检测中的钻孔取样法是通过钻孔对隧道衬砌厚度、空洞深度及衬砌后地质情况进行观察，对取出来的混凝土试样进行强度检测，从而获得隧道衬砌的强度完成衬砌质量检测的一种方法。
[0003]随着近年来我国交通基础建设的逐步发展与完善，对隧道的运营期健康状况的检测变得愈发重要。专利技术人发现，仅通过钻孔取样法对衬砌试样的强度进行检测已不能满足实际工程的需要，还需要获取隧道衬砌的应力变化情况及衬砌背后水压的大小，以准确反算围岩的作用荷载。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种隧道力学特征检测系统及方法，能够准确快速的获取隧道衬砌应变数据，测量结构受力情况。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种隧道力学特征检测系统，包括：
[0007]钻孔模块，包括取芯筒，所述取芯筒连接驱动装置，在驱动装置能够为取芯筒提供旋转动力；所述取芯筒一侧或下方安装反力升降装置；
[0008]应变检测模块，包括用于贴附在钻孔表面的应变片，所述应变片连接应变接收仪；
[0009]水压检测模块，包括能够与钻孔配合的筒体，所述筒体内部固定水压传感器；筒体端部连接水压控制模块。
[0010]作为进一步的实现方式，所述水压控制模块包括与筒体连通的输水管，所述输水管安装有排气阀和截止阀。
[0011]作为进一步的实现方式，还包括显示器，所述显示器与应变片、水压传感器通过无线连接。
[0012]作为进一步的实现方式，所述输水管与筒体的连接端安装有固定座。
[0013]作为进一步的实现方式，所述驱动装置与支撑架固定，所述反力升降装置连接于支撑架下方。
[0014]作为进一步的实现方式，所述驱动装置包括电机、伸缩杆，所述电机通过齿轮组与伸缩杆的一端相连，伸缩杆的另一端与取芯筒相连。
[0015]作为进一步的实现方式，所述反力升降装置包括反力拉杆，所述反力拉杆一端与支撑架转动连接，另一端连接支座。
[0016]作为进一步的实现方式，所述取芯筒端部具有齿状结构。
[0017]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种隧道力学特征检测方法，采用所述的检测系统，包括：
[0018]确定待检测区域，将应变检测模块贴于待检测区域中心；
[0019]安装钻孔模块，并调整钻孔高度和钻孔深度；
[0020]使用钻孔模块进行钻孔，钻孔完毕后，取出试样及应变检测模块，并导出应变数据；
[0021]将筒体置于钻孔内，并安装水压检测模块；
[0022]关闭截止阀，打开排气阀，观察显示器读数，读数稳定时显示竖直即为水压值。
[0023]作为进一步的实施方式，钻孔过程可利用应变片检测衬砌应变释放过程，钻得的孔洞可安装水压检测装置检测衬砌背后水压变化情况，扩充了钻孔取样方法的适用范围。
[0024]上述本专利技术的实施例的有益效果如下：
[0025](1)本专利技术的一个或多个实施方式的钻孔模块为水平方向固定的取芯筒，通过齿轮组调节钻孔方向，使钻孔过程更加稳定；并通过升降杆调节钻进高度、伸缩杆调整钻孔深度，对检测部位的定位更加精准；
[0026](2)本专利技术的一个或多个实施方式能够利用钻孔取样的孔洞实现对隧道衬砌背后的水压进行测量，扩充了钻孔取样法的使用范围，获取隧道衬砌应变状态的同时，检测水压变化情况；
[0027](3)本专利技术的一个或多个实施方式的输水管装有截止阀和排气阀，可控制水流的流动和管内水压的稳定，确保了测量结果的准确性；
[0028](4)本专利技术的一个或多个实施方式能够准确高精度地监测钻孔取样过程中衬砌应力释放的全过程，可随着钻孔的过程实时记录衬砌应变变化情况，简化了试验装置，提高了数据获取精度。
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的水压检测模块结构示意图；
[0031]图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的筒体内部结构示意图；
[0032]图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的钻孔模块安装示意图；
[0033]图4是本专利技术根据一个或多个实施方式的钻孔模块结构示意图；
[0034]图5是本专利技术根据一个或多个实施方式的流程图；
[0035]其中，1、筒体，2、固定座，3、输水管，4、排气阀，5、截止阀，6、显示器，7、应变片，8、水压传感器，9、螺栓，10、衬砌，11、取芯筒，12、电机，13、反力拉杆，14、支座，15、轴承，16、伸缩杆，17、齿轮组，18、支撑架，19、应变接收仪。
具体实施方式
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0038]为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0039]术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术的具体含义。
[0040]实施例一：
[0041]本实施例提供了一种隧道力学特征检测系统，包括钻孔模块、水压检测模块和应变检测模块，钻孔模块用于对待检测区域进行钻孔，水压检测模块用于检测隧道孔壁水压，应变检测模块用于检测钻孔过程中衬砌应变变化情况。
[0042]具体的，如图1和图2所示，水压检测模块包括筒体1、固定座2和水压控制模块，其中，水压控制模块包括水压传感器8、输水管3、显示器6。筒体1为圆筒，其内部为中空结构，水压传感器8固定于筒体1内壁，用于测量隧道孔壁的水压。所述水压传感器8通过无线方式与显示器6相连。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道力学特征检测系统，其特征在于，包括：钻孔模块，包括取芯筒，所述取芯筒连接驱动装置，在驱动装置能够为取芯筒提供旋转动力；所述取芯筒下方安装反力升降装置；应变检测模块，包括用于贴附在钻孔表面的应变片，所述应变片连接应变接收仪；水压检测模块，包括能够与钻孔配合的筒体，所述筒体内部固定水压传感器；筒体端部连接水压控制模块。2.根据权利要求1所述的一种隧道力学特征检测系统，其特征在于，所述水压控制模块包括与筒体连通的输水管，所述输水管安装有排气阀和截止阀。3.根据权利要求2所述的一种隧道力学特征检测系统，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与水压传感器、应变片通过无线连接。4.根据权利要求2所述的一种隧道力学特征检测系统，其特征在于，所述输水管与筒体的连接端安装有固定支座。5.根据权利要求1所述的一种隧道力学特征检测系统，其特征在于，所述驱动装置与支撑架固定，所述反力升降装置连接于支撑架下方。6.根据权利要求1或5所述的一种隧道力学特征检测系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑宏，李佳，张学森，刘健，胡艳秋，齐辉，解全一，吕高航，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：