一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于隧道以及地下工程领域，公开了一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置，本实用新型专利技术将支撑装置固定在隧道模型上方，在发生沉降时，步进电机控制钢片移动，使激光位移传感器采集地表断面位置的数据，并发送至数据采集系统，数据采集系统通过拉线位移传感器同步采集激光位移传感器的位置，从而得到沉降位置的数据，本装置实现了在岩土模型试验中多种隧道模型的快速精密测量，具有自动化、高适应性、时效性的优点。通过对激光位移传感器和拉线位移传感器采集的数据进行处理，将同一断面不同阶段的地表沉降进行比较，可以更为直观的对开挖过程中隧道模型的地表沉降的变化过程与趋势进行探究。变化过程与趋势进行探究。变化过程与趋势进行探究。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置


[0001]本专利技术属于隧道以及地下工程领域，具体涉及一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置。

技术介绍

[0002]隧道地质力学模型试验是以相似原理为基础对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法。常用于地下洞室、高边坡等结构在开挖过程中以及外荷载作用下的变形破坏机理、稳定性分析的研究。隧道地质力学模型可以比较全面真实地模拟复杂的地质构造,发现一些新的力学现象和规律,为建立新的理论和数学模型提供依据。由于地质力学模型材料变形模量比较低,只有在修正刚化影响的基础上才能计算应力,所以变形是主要测量内容。
[0003]然而，传统测量是采用多个百分表和千分表进行测量，数据量大。在隧道地质力学模型试验研究中由于对隧道进行了缩尺，采用传统的测量方法对模型试验过程中的地表沉降测量工作量较大。因此解决隧道地质力学模型试验过程中地表沉降测量精度低，时效性差，后期处理复杂的问题变得十分重要。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述不足，提供一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置，利用高精度激光位移传感器、拉线位移传感器、步进电机，解决了隧道地质力学模型试验过程中地表沉降变形测量工作量大的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术包括支撑装置，支撑装置上设置有滑轨，滑轨上设置有钢片，钢片下方吊装有若干激光位移传感器，滑轨的两端分别设置有步进电机和拉线位移传感器，步进电机的输出轴连接钢片，拉线位移传感器的拉线连接钢片，拉线位移传感器和所有激光位移传感器均连接数据采集系统。
[0006]所有激光位移传感器置于支撑装置的下方。
[0007]支撑装置包块第一杆件和第二杆件，第一杆件和第二杆件的平行设置。
[0008]支撑装置的两端均设置有橡胶支座。
[0009]第一杆件和第二杆件均采用伸缩杆。
[0010]步进电机的输出轴通过联轴器连接螺纹杆，螺纹杆连接钢片。
[0011]支撑装置上设置有调平系统，滑轨置于调平系统上。
[0012]滑轨与支撑装置平行设置。
[0013]钢片下部吊装有固定杆，激光位移传感器通过螺栓固定在固定杆的下端。
[0014]钢片与有固定杆间通过焊接连接。
[0015]与现有技术相比，本技术将支撑装置固定在隧道模型上方，在发生沉降时，步进电机控制钢片移动，使激光位移传感器采集地表断面位置的数据，并发送至数据采集系统，数据采集系统通过拉线位移传感器同步采集激光位移传感器的位置，从而得到沉降位
置的数据，本装置实现了在岩土模型试验中多种隧道模型的快速精密测量，具有自动化、高适应性、时效性的优点。通过对激光位移传感器和拉线位移传感器采集的数据进行处理，将同一断面不同阶段的地表沉降进行比较，可以更为直观的对开挖过程中隧道模型的地表沉降的变化过程与趋势进行探究。
[0016]进一步的，本技术在支撑装置的两端均设置有橡胶支座，
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术的正视图；
[0019]图3为本技术的俯视图；
[0020]图4为本技术的侧视图；
[0021]其中，1
‑
1、激光位移传感器；1
‑
2、拉线位移传感器；1
‑
3、钢片；1
‑
4、固定杆；2
‑
1、滑轨；2
‑
2、步进电机；3、数据采集系统；4、支撑装置；4
‑
1、第一杆件；4
‑
2、第二杆件；5、调平系统。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对技术进行详细说明，以便于本
的人员理解本技术，但是不应该认为本技术的范围仅适用于以下实例。对于本
的技术人原来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围之内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的专利技术和创造均在保护之列。
[0023]参见图1、图2、图3和图4，本技术包括支撑装置4，支撑装置4包块第一杆件4
‑
1和第二杆件4
‑
2，第一杆件4
‑
1和第二杆件4
‑
2的平行设置，支撑装置4的两端均设置有橡胶支座。支撑装置4上设置有滑轨2
‑
1，支撑装置4上设置有调平系统5，滑轨2
‑
1置于调平系统5上，滑轨2
‑
1与支撑装置4平行设置。滑轨2
‑
1上设置有钢片1
‑
3，钢片1
‑
3下方吊装有若干激光位移传感器1
‑
1，钢片1
‑
3下部吊装有固定杆1
‑
4，激光位移传感器1
‑
1通过螺栓固定在固定杆1
‑
4的下端。钢片1
‑
3与有固定杆1
‑
4间通过焊接连接。所有激光位移传感器1
‑
1置于支撑装置4的下方。滑轨2
‑
1的两端分别设置有步进电机2
‑
2和拉线位移传感器1
‑
2，步进电机2
‑
2的输出轴连接钢片1
‑
3，步进电机2
‑
2的输出轴通过联轴器连接螺纹杆，螺纹杆连接钢片1
‑
3。拉线位移传感器1
‑
2的拉线连接钢片1
‑
3，拉线位移传感器1
‑
2和所有激光位移传感器1
‑
1均连接数据采集系统3。
[0024]优选的，第一杆件4
‑
1和第二杆件4
‑
2均采用伸缩杆。
[0025]本技术的使用方法如下：
[0026]步骤1，根据隧道模型的尺寸确定支撑装置4的长度，使得杆两头的橡胶支座固定稳定。
[0027]步骤2，将本装置安装在隧道模型上方，将数据采集系统3与激光位移传感器1
‑
1和拉线位移传感器1
‑
2连接，并进行调试。并通过调平装置5对滑轨2
‑
1、钢片1
‑
3和激光位移传感器1
‑
1进行调平。
[0028]步骤3，打开步进电机2
‑
2，步进电机2
‑
2通过螺纹副带动激光位移传感器1
‑
1和拉线位移传感器1
‑
2沿着滑轨2
‑
1移动。拉线位移传感器1
‑
2通过拉线长度记录地表断面位置，
激光位移传感器1
‑
1发出激光对其到每个断面地表的距离进行测量。待测量完成后，数据采集系统3记录数据。根据需要，可再测量一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置，其特征在于，包括支撑装置(4)，支撑装置(4)上设置有滑轨(2
‑
1)，滑轨(2
‑
1)上设置有钢片(1
‑
3)，钢片(1
‑
3)下方吊装有若干激光位移传感器(1
‑
1)，滑轨(2
‑
1)的两端分别设置有步进电机(2
‑
2)和拉线位移传感器(1
‑
2)，步进电机(2
‑
2)的输出轴连接钢片(1
‑
3)，拉线位移传感器(1
‑
2)的拉线连接钢片(1
‑
3)，拉线位移传感器(1
‑
2)和所有激光位移传感器(1
‑
1)均连接数据采集系统(3)。2.根据权利要求1所述的一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置，其特征在于，所有激光位移传感器(1
‑
1)置于支撑装置(4)的下方。3.根据权利要求1所述的一种用于隧道地质力学模型试验地表沉降测量装置，其特征在于，支撑装置(4)包块第一杆件(4
‑
1)和第二杆件(4
‑
2)，第一杆件(4
‑
1)和第二杆件(4
‑
2)的平行设置。4.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，余帮油，行卓航，夏冬，翁效林，韩巍巍，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：