CN105180865A - 单向开挖细长内部空间多点位移测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种单向开挖细长内部空间多点位移测量方法，属于开挖临空面位移测量方法。能直接测出细长内部空间多点位移量，测量装置采用预先加工铝制基座及固定环连接组成测量装置的主体结构，基座与固定环接触处用双股铁丝绑扎固定，固定环对围岩接触作用可忽略；两个基座上设置标准长度刻度线，用于固定位移计的钢卡位置，依据各位移待测点深度在基座上绑扎固定多个钢卡，使多个位移待测点准确定位并对位移同时测量，获得数据更加全面；固定环外侧裹上一层青壳纸，减小开挖临空面对装置的摩擦阻力，使装置在开挖后能迅速安装到开挖空间内部，待装置安装成功后迅速从细长内部空间抽出，可伸缩位移计的测针能与围岩快速接触，及时测量，测量准确度更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种开挖临空面位移测量方法，特别是一种单向开挖细长内部空间多点位移测量方法。
背景技术
目前，工程结构开挖后临空面变形特性规律往往通过模拟试验和原位监测来探索，工程原位或模拟试件开挖后，内部临空面位移测量是难点，尤其是细长内部空间多点位移的测量。难点主要体现在三点：一是单向开挖内部空间特点为细长，测量装置安装困难且测量装置需在开挖后迅速安装到细长内部空间；二是装置需准确定位多个位移待测点具体位置，确保位移计示数为待测点的位移；三是要保证装置整体稳定，避免装置自身变形对测量的影响，还需实现空间内部多点位移同时测量。传统的预埋测量仪器是埋藏在模型试验试件内部，间接测量位移量，预埋装置对测量结果的影响较大，始终不能对开挖临空面的变形直接测量。另外，由于测量装置设计不合理、安装扰动大，造成测量数据误差大，严重阻碍开挖临空面变形特性的研究，减缓了开挖工程支护技术的发展。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要提供一种用结构简单、整体稳定性高、测量精度高、安装速度快的单向开挖细长内部空间多点位移测量方法，解决细长内部空间位移测量数据不全面、测量装置安装缓慢、位移待测点定位难的问题。
技术方案：本发明的目的是这样实现的：单向开挖细长内部空间多点位移测量方法包括钢制圆形固定环、铝制基座、多个位移计于一体的细长内部空间多点位移测量装置，测量装置在开挖后迅速完成一步到位安装且无后续调整，提高测量精度；具体步骤为：
a、大尺度工程原位或模拟试件单向开挖细长空间后，内部空间临空面的位移测量装置单向安装，测量装置的固定环直径根据开挖断面大小设计，根据开挖深度确定基座的长度；为保证装置整体稳定性，固定环数目采用前、中、后等间距设置，在三个固定环内侧设置基座，基座与固定环接触处用铁丝绑扎固定，基座依据位移待测点深度设置钢卡，根据待测点具体位置设置钢卡卡口朝向，并用铁丝绑扎固定，构成测量装置的主体结构；其中，位移计用黑胶带绑扎固定在钢卡上，形成测量装置的框架结构；
b、基座的长度比开挖深度长15cm，留作手持把手，与位移计相连的数据传输线用黑胶带绑扎固定在基座上，两个基座与固定环接触点构成的圆周角为90°，既确保结构稳定性，又能使位移计无死角测量位移；
c、由固定环和基座构成的框架结构外侧裹上一层青壳纸以便快速安装测量装置，纸张搭接处用固体胶粘贴，青壳纸外侧为光滑面，减小临空面摩擦阻力，位移计测针与纸面内表面相抵触但不顶破纸张；细长空间开挖后，手持基座把手迅速将测量装置安装到空间内，待测位移点定位准确时迅速抽出青壳纸，使位移计测针与开挖临空面接触，进行位移计示数清零，可进行位移测量，记录数据，待测量完毕，取出装置。
所述的固定环和钢卡均采用无肋滑筋；所述的青壳纸厚度选用1～2mm。
所述的基座(2)选用具有刚度的轻型铝材制作，能够满足准确固定多个位移计和快速安装需求；基座(2)上设置标准长度刻度线，有利于钢卡定位，进而确定位移计位置，实现多个位移待测点准确定位。
有益效果：本发明在大尺度工程原位或模拟试件进行单向细长内部空间开挖后，将根据开挖断面尺寸及开挖深度预制作的测量装置迅速安装到空间内部，实现开挖临空面多点位移同时测量。测量装置采用预加工，测量装置结构简单，价格便宜，安装速度快、精度高、稳定性高、整体稳定性强；分别在基座与三个固定环接触位置处用双股铁丝固定，整体稳定性好。相对于开挖深度，三个固定环厚度非常小，不足以对围岩形成支护作用，所以固定环与临空面接触作用可忽略不计。另外，基座采用具有一定刚度且设置标准长度刻度线的轻型铝材制作，重量较轻，测量装置的主体结构对临空面扰动小，测量数据真实度高，基座刻度线有利于钢卡定位；钢卡卡口朝向可根据待测点位置设置，同一个固定环内，基座与固定环的两个接触点所组成的圆周角为90°，保证钢卡上的位移计实现无死角多点位移测量；基座留有把手，便于手持装置进行快速安装，选用具有一定弹性的单向伸缩位移计，保证位移计测针在测量装置安装到位后能与临空面及时接触，测量装置外侧裹上表面光滑的青壳纸，青壳纸作用主要体现在两方面，一是减小临空面阻力，使装置在开挖后迅速安装到空间内，减少临空面暴露时间，二是在安装过程中能有效防止位移计测针过早与临空面接触，待装置安装到位后迅速抽出纸，此时，位移计探头再与临空面接触，保证位移计示数均为临空面变形量。附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A—A剖视结构图。
图3是本发明的基座、钢卡、位移计连接示意图。
图中：1-固定环，2-基座，3-位移计，4-青壳纸，5-数据传输线，6-铁丝，7-黑胶带，8-钢卡。
具体实施方式
单向开挖细长内部空间多点位移测量方法包括钢制圆形固定环、铝制基座、多个位移计于一体的细长内部空间多点位移测量装置，测量装置在开挖后迅速完成一步到位安装且无后续调整，提高测量精度；具体步骤为：
a、大尺度工程原位或模拟试件单向开挖细长空间后，内部空间临空面的位移测量装置单向安装，测量装置的固定环直径根据开挖断面大小设计，根据开挖深度确定基座的长度；为保证装置整体稳定性，固定环数目采用前、中、后等间距设置，在三个固定环内侧设置基座，基座与固定环接触处用铁丝绑扎固定，基座依据位移待测点深度设置钢卡，根据待测点具体位置设置钢卡卡口朝向，并用铁丝绑扎固定，构成测量装置的主体结构；其中，位移计用黑胶带绑扎固定在钢卡上，形成测量装置的框架结构；
b、基座的长度比开挖深度长15cm，留作手持把手，与位移计相连的数据传输线用黑胶带绑扎固定在基座上，两个基座与固定环接触点构成的圆周角为90°，既确保结构稳定性，又能使位移计无死角测量位移；
c、由固定环和基座构成的框架结构外侧裹上一层青壳纸以便快速安装测量装置，纸张搭接处用固体胶粘贴，青壳纸外侧为光滑面，减小临空面摩擦阻力，位移计测针与纸面内表面相抵触但不顶破纸张；细长空间开挖后，手持基座把手迅速将测量装置安装到空间内，待测位移点定位准确时迅速抽出青壳纸，使位移计测针与开挖临空面接触，进行位移计示数清零，可进行位移测量，记录数据，待测量完毕，取出装置。
所述的固定环和钢卡均采用无肋滑筋；所述的青壳纸厚度选用1～2mm。
所述的基座2选用具有刚度的轻型铝材制作，能够满足准确固定多个位移计和快速安装需求；基座2上设置标准长度刻度线，有利于钢卡定位，进而确定位移计位置，实现多个位移待测点准确定位。
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：
实施例1：本发明在大尺度工程原位或模拟试件单向细长内部空间开挖后，将根据开挖尺寸及开挖深度预制作的测量装置迅速安装到空间内部，实现细长开挖临空面多点位移同时测量。所用构件包括固定环1、基座2、位移计3、青壳纸4、数据传输线5、铁丝6、黑胶带7、钢卡8，其中，位移计测针具一定弹性，青壳纸外表面光滑，基座为轻型铝材制作，固定环和钢卡8均选用相同型号无肋滑筋，本发明选用HPB235，直径为8mm。根据开挖断面及开挖深度分别设计固定环直径及基座长度，用双股铁丝将钢卡绑扎固定在基座上，钢卡位置及卡口朝向根据位移待测点具体位置确定，将单向伸缩位移计放入钢卡内，并用黑胶带绑扎固定，与位移计相连的数据传输线用黑胶带固定在基座杆上，基座、钢卡、位移计、数据传输线绑扎固定在一起后，检查四者的整体稳定性，满足要求时，将两个已固定上位移计的基座按照90°圆周角接触原则与固定环接触，在接触点处均用双股铁丝绑扎固定，满足稳定性要求后形成测量装置主体结构，将具有一定硬度的青壳纸外包主体结构，其中，青壳纸光滑面朝外，青壳纸搭接口处用固体胶粘贴，可伸缩位移计探头顶住青壳纸内表面，形成完整测量装置。在内部空间开挖之后，手持基座把手，又快又稳地将测量装置塞入内部空间，待位置定位准确时，迅速将青壳纸抽出，位移计测针与临空面接触，将位移计示数清零，开始内部空间多点位移测量，数据传输线将各位移计示数传输至计算机内记录储存，待测量结束后，将测量装置取出，完成单向开挖细长内部空间多点位移测量。
单向开挖细长内部空间的多点位移定位测量方法，能直接测出细长内部空间多点位移量，解决了细长内部空间位移测量数据不全面、测量装置安装缓慢、位移待测点定位难的问题。设计了一种钢制圆形固定环、铝制基座、多个位移计于一体的细长内部空间多点位移测量装置，测量装置在开挖后迅速完成一步到位安装且无后续调整，提高测量精度。
测量装置采用预先加工，结构简单，拼接速度快，可根据开挖细长内部空间的大小加工制作；两个具有一定刚度的铝制基座及3个固定环连接组成测量装置的主体结构，基座与固定环接触处用双股铁丝绑扎固定，保证了结构的整体稳定性，消除装置自身变形对位移测量的影响，固定环对围岩接触作用可忽略；两个基座上设置标准长度刻度线，有利于确定用于固定位移计的钢卡位置，依据各位移待测点深度在基座上绑扎固定多个钢卡，钢卡卡口的朝向根据待测点具体位置确定，使多个位移待测点准确定位并对位移同时测量，获得数据更加全面；固定环外侧裹上一层光滑且具有一定柔性和强度的青壳纸，减小开挖临空面对装置的摩擦阻力，使装置在开挖后能迅速安装到开挖空间内部，待装置安装成功后迅速从细长内部空间抽出，可伸缩位移计的测针能与围岩快速接触，及时测量，测量准确度更高。
Claims (4)
1.一种单向开挖细长内部空间多点位移测量方法，其特征在于：该测量方法包括钢制圆形固定环、铝制基座、多个位移计于一体的细长内部空间多点位移测量装置，测量装置在开挖后迅速完成一步到位安装且无后续调整，提高测量精度；测量方法步骤为：
a、大尺度工程原位或模拟试件单向开挖细长空间后，内部空间临空面的位移测量装置单向安装，测量装置的固定环(1)直径根据开挖断面大小设计，根据开挖深度确定基座(2)的长度。为保证装置整体稳定性，固定环数目采用前、中、后等间距设置，在三个固定环内侧设置基座(2)，基座(2)与固定环接触处用双股铁丝(6)绑扎固定，基座(2)依据位移待测点深度设置钢卡(8)，根据待测点具体位置设置钢卡(8)卡口朝向，并用双股铁丝(6)帮扎固定，构成测量装置的主体结构。其中，位移计(3)用黑胶带(7)绑扎固定在钢卡(8)上，形成测量装置的框架结构；
b、基座(2)的长度比开挖深度长15cm，留作手持把手，与位移计(3)相连的数据传输线(5)用黑胶带绑扎固定在基座(2)上，两个基座(2)与固定环(1)接触点构成的圆周角为90°，既确保结构稳定性，又能使位移计(3)无死角测量位移；
c、由固定环(1)和基座(2)构成的框架结构外侧裹上一层青壳纸(4)以便快速安装测量装置，纸张搭接处用固体胶粘贴，青壳纸(4)外侧为光滑面，减小临空面摩擦阻力，位移计(3)测针与纸面内表面相抵触但不顶破纸张。细长空间开挖后，手持基座把手迅速将测量装置安装到空间内，待测位移点定位准确时迅速抽出青壳纸(4)，使位移计(3)测针与开挖临空面接触，进行位移计(3)示数清零，可进行位移测量，记录数据，待测量完毕，取出装置。
2.根据权利要求1所述的单向开挖细长内部空间多点位移测量方法，其特征在于：所述的固定环和钢卡均采用无肋滑筋。
3.根据权利要求1所述的单向开挖细长内部空间多点位移测量方法，其特征在于：所述的青壳纸厚度选用1～2mm。
4.根据权利要求1所述的单向开挖细长内部空间多点位移测量方法，其特征在于：所述的基座选用轻型铝材制作，满足准确固定多个位移计和快速安装需求；所述的基座(2)上设置标准长度刻度线，有利于钢卡定位，进而确定位移计位置，实现多个位移待测点准确定位。
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