CN113970313A - 一种简易测量岩体节理产状的装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种简易测量岩体节理产状的装置及其测量方法，它包括底板、水平装置；水平装置通过水平装置调节器与底板相连固定，由以其几何中心为球心内嵌固定滑轨的球形空间的长方型透明体、磁针、硬塑纸、水及水平装置调节器组成水平装置；水平装置为长方形透明体，内含以其体心为球心的球形空间，球形空间内含固定滑轨、磁针、硬塑纸、水；底板为刚性材料，本装置的测量方法：将装置底板贴合所测岩层层面或岩体节理裂隙面；使平装置上表面垂直长边的指向箭头指向所测岩层层面或岩体节理裂隙面倾斜方向；调节水平装置长直边与球形空间内水平面平行，使水平面与水平装置内嵌对应刻度线持平；读取磁针静止时所指方向即为倾向；长直边方向即为所调查岩层层面及岩体节理裂隙面的走向，可通过倾向读数得出；水平面对应刻度线读数即为倾角度数，具有调查测量步骤、提高测量精度及效率和保障人身安全优点。
Description
技术领域
本发明涉及工程应用领域，具体涉及一种简易测量岩体节理产状的装置及其测量方法，适于工程地质勘察应用。
背景技术
岩体节理裂隙产状调查是工程地质勘察中的一个重要工序，而工程地质勘察是摸清具体工程建设过程中所涉及区域详细地质条件的主要手段。目前，岩体节理裂隙产状的调查主要采用地质罗盘来进行。
现有地质罗盘测量岩体节理裂隙产状的方式，测量走向时,需使罗盘的长边紧贴层面,将罗盘放平,水准泡居中,读指北针所示的方位角。测量倾向时,需将罗盘的短边紧贴层面将罗盘的北端朝向岩层的倾斜方向,水准泡居中,读指北针所示的方位角。测倾角时,需将罗盘横着竖起来,使长边与岩层的走向垂直,紧贴层面,待倾斜器上的水准泡居中后,读悬锤所示的角度。测量过程繁琐，使用过程中人为操作存在校正步骤较多，效率较低，人工误差较大等问题。
为解决上述问题，专利CN112648988A公布了一种由两块硬质平板通过带刻度的铰接转轴铰接连接的辅助测量产状装置，但仍需配合传统的地质罗盘对岩体节理产状进行测量；专利CN106767674A公布了一种包含水平仪、球形指南针、悬锤、中央隔板及圆柱形外框架组成的结构面产状测量仪，该装置测量稳定性较差，操作过程中悬垂与指南针及中央隔板仅通过过球心的单垂线相连，仍需人工调节中央隔板使之与所测平面平行，测量倾向时需通过读取气泡至水平仪中心线与指南针之间的夹角，测量倾角时需读气泡中心点与装置的连线在中央隔板所指的度数，人工误差过大；专利CN110954079A公布了一种三维地质罗盘，具有测量盘和透明球壳，测量盘一端经与其垂直的连接件与透明球壳固定连接，测量盘另一端端面为用于贴合待测岩体结构面的测量接触平面。在透明球壳内设有走向测量环、指北针、倾角测量陀和管水准器等组成的产状测量机构，该装置仍需通过水准管校准水平且只能测量走向及倾角。
随着时代发展，工程建设过程中遇到的复杂危险地质条件越来越多，提高工程岩体勘察过程中的效率及精度，减少在危险区域的滞留时间，一方面要利于工作效率提高，另一方面要利于保障测量人员人身安全。
为此研发一种简易测量岩体节理产状的装置及其测量方法就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种简易测量岩体节理产状的装置及其测量方法，它既能简化岩体节理裂隙产状调查测量步骤，又能提高测量精度及效率和保障人身安全。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
一种简易测量岩体节理产状的装置,它包括但不限于底板、水平装置；所述水平装置通过水平装置调节器与底板相连固定；所述水平装置由以其几何中心为球心内嵌固定滑轨的球形空间的长方型透明体、磁针、硬塑纸、水及水平装置调节器组成水平装置；水平装置为长方形透明体，内含以其体心为球心的球形空间，球形空间内含固定滑轨、磁针、硬塑纸、水；所述底板采用刚性材料，整体长330mm，宽260mm，外部边缘厚度1mm，内部以底板中心为形心的140mm×140mm的正方形区域的厚度为5mm。
一种基于简易测量岩体节理产状的装置的测量方法，测量步骤包括但不限于：
1)将所述装置底板贴合所测岩层层面或岩体节理裂隙面；
2)通过水平装置调节器调整水平装置，使其上表面垂直长边的指向箭头(9)指向所测岩层层面或岩体节理裂隙面倾斜方向；
3)调节水平装置长直边与球形空间内水平面平行，使水平面与水平装置内嵌对应刻度线持平；
4)读取水平装置中磁针静止时所指方向，读数即为倾向；
5)长直边方向即为所调查岩层层面及岩体节理裂隙面的走向，可通过倾向读数±90°得出；
6)读取水平面对应刻度线读数，即为倾角度数。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
1.装置结构简洁，易于操作和维护,大大提高了现场岩体产状调查效率和保障人身安全，同时降低了人工误差对测量结果的影响。
2.区别于笼统的以水准仪气泡居中定性为水平，采用水平面对应读数，大大增加了测量精度，更加轻便，底板还可作为户外测量人员书写记录数据时的垫板，也可在测量露头节理裂隙时作为节理裂隙面的延伸平面。
3.简化了岩体节理裂隙产状的测量步骤，操作简单，便于业内推广应用。
附图说明
图1为依据本发明提出一种简易测量岩体节理产状的装置正面俯视示意图。
图2为图1所示装置背面俯视示意图。
图3为图1所示装置主视示意图。
图4为图1所示装置左视示意图。
附图中各标示分别表示：
1.底板 2.水平装置 3.水平装置调节器 4.水 5.磁针 6.硬塑纸 7.固定滑轨 8.刻度线 9.指向箭头 10.垫圈 11.磁针固定装置
以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明的一种简易测量岩体节理产状的装置,它包括但不限于底板(1)、水平装置(2)；所述水平装置(2)通过水平装置调节器(3)与底板(1)相连固定；所述水平装置(2)由以其几何中心为球心内嵌固定滑轨(7)的球形空间的长方型透明体、磁针(5)、硬塑纸(6)、水(4)及水平装置调节器(3)组成水平装置(2)；水平装置(2)为长方形透明体，内含以其体心为球心的球形空间，球形空间内含固定滑轨(7)、磁针(5)、硬塑纸(6)、水(4)；所述底板(1)采用刚性材料，整体长330mm，宽260mm，外部边缘厚度1mm，内部以底板(1)中心为形心的140mm×140mm的正方形区域的厚度为5mm。
本发明的装置可以进一步是：
所述水平装置(2)的球形空间中填充一半体积的水(4)，硬塑纸(6)浮于水上，磁针(5)通过磁针固定装置(11)及垫圈(10)与硬塑纸(6)相连。
所述水平装置(2)长方型透明体垂直长边方向刻有指向箭头(9)，长方体长100mm，宽80mm，高80mm，球形空间直径为70mm，球形空间内部所有部件表面均涂有透明疏水性材料。
所述固定滑轨(7)以图中南北向为中心线，环球形空间内径一周，其截面为高5mm，顶角为34°对应圆弧为底的近似等腰三角形。
所述硬塑纸(6)为直径为68mm南北向有对应固定滑轨(7)的卡槽的圆形轻质硬塑纸，具有较好的弹性变形效果，其方位角刻度内环直径为50mm；硬塑纸(6)上固定有同材质的磁针固定装置(11)；磁针固定装置(11)位于硬塑纸(6)中心，为直径2mm高2mm圆柱，顶部为直径4mm，厚1mm的圆形薄片；硬塑纸通过其相应南北向卡槽嵌入固定滑轨(7)，使其可顺着固定滑轨移动保持浮于水面。
所述磁针(5)长为50mm，磁针(5)中心部分为外直径为6mm，内直径为2mm的圆环，指针部分宽3mm。
所述垫圈(10)的外直径为4mm，内直径为2mm，其为硬塑材质圆环。
所述水平装置调节器(3)为U型卡盘,起连接固定调整水平装置(2)的作用。
一种基于简易测量岩体节理产状的装置的测量方法，测量步骤包括但不限于：
1)将所述装置底板(1)贴合所测岩层层面或岩体节理裂隙面；
2)通过水平装置调节器(3)调整水平装置(2)，使其上表面垂直长边的指向箭头(9)指向所测岩层层面或岩体节理裂隙面倾斜方向；
3)调节水平装置长直边与球形空间内水平面平行，使水平面与水平装置(2)内嵌对应刻度线(8)持平；
4)读取水平装置(2)中磁针(5)静止时所指方向，读数即为倾向；
5)长直边方向即为所调查岩层层面及岩体节理裂隙面的走向，可通过倾向读数±90°得出；
6)读取水平面对应刻度线(8)读数，即为倾角度数。
工作时，先将所述装置底板(1)贴合所测岩层层面或岩体节理裂隙面；其次通过水平装置调节器(3)调整水平装置(2)，使其上表面垂直长边的指向箭头(9)指向所测岩层层面或岩体节理裂隙面倾斜方向；再次调节水平装置长直边与球形空间内水平面平行，使水平面与水平装置(2)内嵌对应刻度线(8)持平；接着读取水平装置(2)中磁针(5)静止时所指方向，读数即为倾向；长直边方向即为所调查岩层层面及岩体节理裂隙面的走向，可通过倾向读数±90°得出；最后读取水平面对应刻度线(8)读数，读数即为倾角度数。
如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种简易测量岩体节理产状的装置,它包括但不限于底板(1)、水平装置(2)；所述水平装置(2)通过水平装置调节器(3)与底板(1)相连固定；所述水平装置(2)由以其几何中心为球心内嵌固定滑轨(7)的球形空间的长方型透明体、磁针(5)、硬塑纸(6)、水(4)及水平装置调节器(3)组成水平装置(2)；水平装置(2)为长方形透明体，内含以其体心为球心的球形空间，球形空间内含固定滑轨(7)、磁针(5)、硬塑纸(6)、水(4)；所述底板(1)采用刚性材料，整体长330mm，宽260mm，外部边缘厚度1mm，内部以底板(1)中心为形心的140mm×140mm的正方形区域的厚度为5mm。
2.根据权利要求1所述装置，其特征是所述水平装置(2)的球形空间中填充一半体积的水(4)，硬塑纸(6)浮于水上，磁针(5)通过磁针固定装置(11)及垫圈(10)与硬塑纸(6)相连。
3.根据权利要求1或2所述装置，其特征是所述水平装置(2)长方型透明体垂直长边方向刻有指向箭头(9)，长方体长100mm，宽80mm，高80mm，球形空间直径为70mm，球形空间内部所有部件表面均涂有透明疏水性材料。
4.根据权利要求1所述装置，其特征是所述固定滑轨(7)以图中南北向为中心线，环球形空间内径一周，其截面为高5mm，顶角为34°对应圆弧为底的近似等腰三角形。
5.根据权利要求1所述装置，其特征是所述硬塑纸(6)为直径为68mm南北向有对应固定滑轨(7)的卡槽的圆形轻质硬塑纸，具有较好的弹性变形效果，其方位角刻度内环直径为50mm；硬塑纸(6)上固定有同材质的磁针固定装置(11)；磁针固定装置(11)位于硬塑纸(6)中心，为直径2mm高2mm圆柱，顶部为直径4mm，厚1mm的圆形薄片；硬塑纸通过其相应南北向卡槽嵌入固定滑轨(7)，使其可顺着固定滑轨移动保持浮于水面。
6.根据权利要求1所述装置，其特征是所述磁针(5)长为50mm，磁针(5)中心部分为外直径为6mm，内直径为2mm的圆环，指针部分宽3mm。
7.根据权利要求1所述装置，其特征是所述垫圈(10)的外直径为4mm，内直径为2mm，其为硬塑材质圆环。
8.根据权利要求1所述装置，其特征是所述水平装置调节器(3)为U型卡盘,起连接固定调整水平装置(2)的作用。
9.一种基于简易测量岩体节理产状的装置的测量方法，其特征在于测量步骤包括但不限于：
1)将所述装置底板(1)贴合所测岩层层面或岩体节理裂隙面；
2)通过水平装置调节器(3)调整水平装置(2)，使其上表面垂直长边的指向箭头(9)指向所测岩层层面或岩体节理裂隙面倾斜方向；
3)调节水平装置长直边与球形空间内水平面平行，使水平面与水平装置(2)内嵌对应刻度线(8)持平；
4)读取水平装置(2)中磁针(5)静止时所指方向，读数即为倾向；
5)长直边方向即为所调查岩层层面及岩体节理裂隙面的走向，可通过倾向读数±90°得出；
6)读取水平面对应刻度线(8)读数，即为倾角度数。
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