CN115615394A - 一种测斜管倾斜情况测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测斜管倾斜情况测量方法，涉及一种测斜方法，包括在滑动式测斜仪本体外壁上均匀安装n个测距装置并编号；相邻两个测距装置之间的距离为L；在滑动式测斜仪本体滑动至其底部与测斜管的底部接触时建立二维坐标系，令任意时刻：m号测距装置测得与测斜管内壁间的距离为l_m；滑动式测斜仪本体中倾角传感器所得倾角为θ，令任意时刻1号测距装置的坐标为(x,y)；则该时刻测斜管上被m号测距装置测距的点的坐标(x_测,y_测)有：x_测＝x+(m‑1)Lsinθ+l_mcos|θ|；y_测＝y+(m‑1)Lcos|θ|‑l_msinθ；设定每间隔目标时间上拉滑动式测斜仪本体上行至1号测距装置位移至n号测距装置所在位置，待设备静置时获取相应坐标并记录；本发明能够有效进行测斜管的姿态测量，避免了以滑动式测斜仪的姿态代表测斜管姿态的缺陷。

Description

一种测斜管倾斜情况测量方法

技术领域

本发明涉及一种测斜方法，尤其涉及一种测量测斜管倾斜状况的方法。

背景技术

滑动式测斜仪和测斜管构成的测斜系统是一种常用的测量地层等倾斜变化过程的设备。

传统测斜过程中，多以滑动式测斜仪在测斜管中的姿态作为测斜管的姿态进行地层倾斜状况的反馈。

然而上述方式中因滑动式测斜仪本体具有一定的长度，而当测斜管的变形范围处于滑动式测斜仪本体所在范围内时，滑动式测斜仪本体的姿态难以反应测斜管的真实姿态，不利于地层变形情况的真实展现。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种测斜管倾斜情况测量方法，以解决现有技术中滑动式测斜仪本体部分情况下难以真实展现测斜管姿态的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种测斜管倾斜情况测量方法，该方法包括在测斜点处预埋测斜管，该方法还包括以下步骤：

步骤1、在滑动式测斜仪本体外壁中与滑动导轮组所在面垂直的两侧中的一侧上自上而下均匀安装n个测距装置，并对n个测距装置自下而上依次编号为1号测距装置、2号测距装置、、m号测距装置、、n号测距装置，所有测距装置的测量方向共面并垂直于滑动式测斜仪本体的轴线且均背离滑动式测斜仪本体中心处；相邻两个测距装置之间的距离为L，1号测距装置与滑动式测斜仪本体底部所在水平面在竖直方向上的距离为h；每个测距装置和滑动式测斜仪本体均与控制器分别连接；

步骤2、预测测斜点的倾斜方向为向A，在到达观测时间时，令滑动式测斜仪本体滑动至其底部与测斜管的底部接触，且滑动式测斜仪本体中滑动导轮组所在面与向A所在竖直面垂直相交，测距装置的测量方向朝向向A；

步骤3、建立以滑动式测斜仪本体底部中与所有测距装置的测量出发点共线的点所在位置为坐标原点的二维坐标系，其中Y轴为竖直方向，X轴的正向为水平并朝向向A的方向，令任意时刻：

m号测距装置测得其与测斜管内壁上对应测点间的距离为l_m，m＝1、2、、、n；

滑动式测斜仪本体中倾角传感器所得倾角为θ，其中滑动式测斜仪本体顶端朝向A倾斜时所得倾角θ为正值，相反则为负值；

步骤4、获取测斜管倾斜情况

令任意时刻1号测距装置的坐标为(x,y)；

则该时刻测斜管内壁上被m号测距装置测距的点的坐标(x_测,y_测)有：

x_测＝x+(m-1)Lsinθ+l_mcos|θ| (1)；

y_测＝y+(m-1)L cos|θ|-l_m sinθ (2)；

其中滑动式测斜仪本体底部与测斜管底部接触时，1号测距装置的坐标为(hsinθ,hcosθ)；

步骤5、设定每间隔目标时间上拉滑动式测斜仪本体上行至1号测距装置位移到n号测距装置所在位置，然后待设备静置时获取当前时刻测斜管内壁上所有被测距装置测距的点的坐标并记录；

步骤6、将所有记录的坐标自上而下连线，作为测斜管倾斜情况。

进一步，该方法还包括令所述滑动式测斜仪本体中每个滑动导轮组中的导轮与轮架通过Y型连接件连接，Y型连接件中两臂的外端间通过转轴连接，所述转轴上套设有导轮，所述Y型连接件另一臂插入开设在轮架上的插入槽内并可在插入槽内绕轴旋转运动。

进一步，所述轮架中与插入槽对应部分的外侧设置有定位螺栓，所述Y型连接件中插入插入槽的臂部上开设有饶其轴的环形限位槽，所述定位螺栓临近轮架的端部穿过所述轮架设于环形限位槽内。

进一步，所述轮架中与插入槽对应部分的外壁上还固定安装有环形扭簧，所述环形扭簧的一端与对应Y型连接件连接。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

通过设置多个测距装置结合测距方法可有效进行测斜管内壁上测点坐标的获取，将多个坐标连线后可有效展示测斜管的倾斜情况，相比传统以滑动式测斜仪本体反应测斜管的倾斜情况具有显著的进步。

附图说明

图1为实施例中滑动式测斜仪本体的结构示意图；

图2为实施例中滑动式测斜仪本体与测斜管的布设关系俯视图；

图3为实施例中滑动式测斜仪本体由测斜管底部拉伸一次时的轨迹及所得连线示意图。

图中：1、滑动式测斜仪本体；2、测距装置；3、轮架；4、导轮；5、定位螺栓；6、环形凹槽；7、环形扭簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

结合图1-3，传统滑动式测斜仪与测斜管配合工作时，多采用在测斜点处预埋测斜管然后令滑动式测斜仪在测斜管内滑动并记录其倾斜数据来反应测斜管本身的状态，然而部分情况下测斜管的倾斜状态难以本真实反应，为了避免上述缺陷，本实施例提供一种测斜管倾斜情况测量方法，用于进一步精确的反应测斜管的真实倾斜情况，具体的，该方法在预埋测斜管后还包括以下步骤：

步骤1、首先在滑动式测斜仪本体1的外壁中与其内两个滑动导轮组所在面垂直的两侧中的一侧上自上而下均匀安装n个测距装置2，并对n个测距装置2自下而上进行编号，1号测距装置2、2号测距装置2、、m号测距装置2、、n号测距装置2，其中m＝1、2、、、n；结合图1，本实施例中测距装置2具体为四个，测距装置2可为激光测距装置2等，每个测距装置2和滑动式测斜仪本体1均分别与控制器连接，用于获取相应的检测数据；

同时为了便于检测，令所有测距装置2的测量方向共面并垂直于滑动水测斜仪本体的轴线，同时测距装置2测量方向背离滑动式测斜仪本体1向外；

其中，相邻测距装置2之间的距离为L(便于后期计算)，1号测距装置2与滑动式测斜仪本体1底部所在水平面在竖直方向上的距离为h；

设备布设完成后，进行步骤2；

步骤2、首先对测斜点的倾斜方向进行预判，并令预判方向为向A，在测斜点发生变形后，达到观测时间时，令滑动式测斜仪本体1滑动至测斜管的底部并令其底部与测斜管底部接触，在下放滑动式测斜仪本体1时，需令测距装置2测量方向朝向向A，即令滑动式测斜仪本体1中滑动导轮组所在的面与向A所在竖直面垂直相交，此时滑动式测斜仪本体1中的四个导轮4在竖直方向上分为两组并分设在两个滑槽内，此处两个滑槽构成整体所在的面与向A所在的面垂直；每个测距装置2可有效测量其测量出发点与测斜管内壁中被测点之间的距离；

步骤3、在滑动式测斜仪本体1滑动至测斜管底部时，建立以滑动式测斜仪本体1底部中与所有测距装置2的测量出发点共线的点所在位置为坐标原点的二位坐标系，其中，Y轴为竖直方向，X轴的正向为水平朝向向A的方向；如图2；

坐标系建立完成时还进行以下设定：

令任意时刻，m号测距装置2测得其与测斜管内壁上被测点间的距离为l_m，m＝1、2、、、n；即获取每个测距装置2的测量出发点与测斜管内壁中被测点的距离，该距离跟随时间的变化可能存在不同，例如一段时间后上拉滑动式测斜仪本体1，则同一个测距装置2所得距离便会发生变化；

其次，滑动式测斜仪本体1中倾角传感器所得倾角为θ，并设定滑动式测斜仪本体1顶端朝向A倾斜时所得倾角θ为正值，相反则为负值；

上述设置完成时，便可根据步骤4获取测斜管倾斜情况。

步骤4、获取测斜管倾斜情况

令任意时刻1号测距装置2的坐标为(x,y)；即测距出发点的坐标；

则该时刻测斜管内壁上被m号测距装置2测距的点的坐标(x_测,y_测)有：

x_测＝x+(m-1)L sinθ+l_mcos|θ| (1)；

y_测＝y+(m-1)L cos|θ|-l_msinθ (2)；

其中滑动式测斜仪本体1底部与测斜管底部接触时(即最开始时)，1号测距装置2的坐标为(hsinθ,hcosθ)，如图3；

步骤5、获取当前时刻测斜管上每个测距装置2测距的点的坐标并记录，设定每间隔目标时间上拉滑动式测斜仪本体1上行至1号测距装置2位移到n号测距装置2所在位置(即上拉滑动式测斜仪本体1的距离为最上方测距装置2与最下方测距装置2之间的距离)，然后待设备静置时获取当前时刻测斜管内壁上所有被测距装置2测距的点的坐标并记录；

步骤6、将滑动式测斜仪本体1拉出测斜管后，将所有记录的坐标自上而下连线，形成连续的曲线，并以该曲线作为测斜管在发生倾斜变化后的姿态。

从而根据上述可有效获取测斜管在倾斜发生后的姿态，相比传统方法中以滑动式测斜仪本体1的姿态作为测斜管姿态的方式，显而易见的，本实施例提供的方法更能够精确反应测斜管的真实状态。

特别的，为了便于滑动式测斜仪本体1在测斜管内滑动，本实施例中，令滑动式测斜仪本体1中每个滑动导轮组中的导轮4和轮架3之间通过Y型连接件连接，Y型连接件中两臂外端之间固定安装有转轴，转轴上则套设有可自由转动的导轮4，Y型连接件的另一臂外端则插入轮架3上开设的插入槽内并可绕其轴自由转动，为了便于稳定连接轮架3和Y型连接件，令Y型连接件中与轮架3连接的臂部上开设有绕其轴的环形凹槽6，同时在轮架3中插入槽对应的部分外侧设置定位螺栓5，Y型连接件插入插入槽时令定位螺栓5靠近轮架3的端部插入环形凹槽6内并与轮架3螺纹连接，从而对Y型连接件限位，使得导轮4能够转动的同时可绕导轮4旋转运动。

通过上述设置，可令滑动式测斜仪本体1更加顺畅的在测斜管内滑动。

为了便于导轮4复位，令轮架3中与插入槽对应部分的外壁上还固定安装有环形扭簧7，环形扭簧7的一端与对应Y型连接件连接，从而便于导轮4复位。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种测斜管倾斜情况测量方法，该方法包括在测斜点处预埋测斜管，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

步骤1、在滑动式测斜仪本体外壁中与滑动导轮组所在面垂直的两侧中的一侧上自上而下均匀安装n个测距装置，并对n个测距装置自下而上依次编号为1号测距装置、2号测距装置、、m号测距装置、、n号测距装置，所有测距装置的测量方向共面并垂直于滑动式测斜仪本体的轴线且均背离滑动式测斜仪本体中心处；相邻两个测距装置之间的距离为L，1号测距装置与滑动式测斜仪本体底部所在水平面在竖直方向上的距离为h；每个测距装置和滑动式测斜仪本体均与控制器分别连接；

步骤2、预测测斜点的倾斜方向为向A，在到达观测时间时，令滑动式测斜仪本体滑动至其底部与测斜管的底部接触，且滑动式测斜仪本体中滑动导轮组所在面与向A所在竖直面垂直相交，测距装置的测量方向朝向向A；

步骤3、建立以滑动式测斜仪本体底部中与所有测距装置的测量出发点共线的点所在位置为坐标原点的二维坐标系，其中Y轴为竖直方向，X轴的正向为水平并朝向向A的方向，令任意时刻：

m号测距装置测得其与测斜管内壁上对应测点间的距离为l_m，m＝1、2、、、n；

滑动式测斜仪本体中倾角传感器所得倾角为θ，其中滑动式测斜仪本体顶端朝向A倾斜时所得倾角θ为正值，相反则为负值；

步骤4、获取测斜管倾斜情况

令任意时刻1号测距装置的坐标为(x,y)；

则该时刻测斜管内壁上被m号测距装置测距的点的坐标(x_测,y_测)有：

x_测＝x+(m-1)Lsinθ+l_mcos|θ| (1)；

y_测＝y+(m-1)Lcos|θ|-l_msinθ (2)；

其中滑动式测斜仪本体底部与测斜管底部接触时，1号测距装置的坐标为(hsinθ,hcosθ)；

步骤5、设定每间隔目标时间上拉滑动式测斜仪本体上行至1号测距装置位移到n号测距装置所在位置，然后待设备静置时获取当前时刻测斜管内壁上所有被测距装置测距的点的坐标并记录；

步骤6、将所有记录的坐标自上而下连线，作为测斜管倾斜情况。

2.根据权利要求1所述的一种测斜管倾斜情况测量方法，其特征在于，该方法还包括令所述滑动式测斜仪本体中每个滑动导轮组中的导轮与轮架通过Y型连接件连接，Y型连接件中两臂的外端间通过转轴连接，所述转轴上套设有导轮，所述Y型连接件另一臂插入开设在轮架上的插入槽内并可在插入槽内绕轴旋转运动。

3.根据权利要求2所述的一种测斜管倾斜情况测量方法，其特征在于，所述轮架中与插入槽对应部分的外侧设置有定位螺栓，所述Y型连接件中插入插入槽的臂部上开设有饶其轴的环形限位槽，所述定位螺栓临近轮架的端部穿过所述轮架设于环形限位槽内。

4.根据权利要求3所述的一种测斜管倾斜情况测量方法，其特征在于，所述轮架中与插入槽对应部分的外壁上还固定安装有环形扭簧，所述环形扭簧的一端与对应Y型连接件连接。

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