CN210051317U - 一种岩体变形的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供的岩体变形的测量装置，包括：测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系，得到测量数据，且能够测量三个方向的数据的测量组件；所述测量组件测量时，将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的固定组件；利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据的处理器；其中，所述三个测量方向互相垂直；所述第一岩块位于所述待测岩体的结构面的一侧，所述第二岩块位于所述待测岩体的结构面的另一侧；所述固定组件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上。

Description

一种岩体变形的测量装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，尤其涉及一种岩体变形的测量装置。

背景技术

我国地域辽阔，地形地质条件复杂，各项工程建设不可避免地会在一定程度上破坏或扰动原来较为稳定的岩体结构而形成新的边坡。边坡的稳定对工程建设安全至关重要，因此测量作为边坡稳定性的重要评估指标的边坡岩体的变形数据，从而分析岩体周边边坡的稳定性，是保证各项工程建设如铁路运营安全至关重要的措施。

多数岩质边坡由软硬岩体构成，岩性层间结合差、软弱结构面发育，对边坡岩体的变形破坏起控制作用。开挖边坡岩体失稳的根本原因在于具有特殊的岩体结构特征和不利的岩体力学性质，其中开挖边坡岩体结构特征是控制开挖边坡稳定性的重要因素，边坡岩体的变形与破坏与边坡岩体结构面发育特征、结构面与开挖面的组合有密切关系，因此对边坡岩体重要结构面两侧岩块的变形监测具有重要意义。

然而，在边坡岩体结构面两侧岩块表面不平整，且边坡岩体结构面两侧岩块的变形方向不确定的情况下，存在难以获得变形数据，甚至无法进行正常测量的问题。

实用新型内容

为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例提出一种岩体变形的测量装置，能够在边坡岩体结构面两侧岩块表面不平整，且边坡岩体结构面两侧岩块的变形方向不确定的情况下，测量岩体变形的数据。

本实用新型实施例提供一种岩体变形的测量装置，包括：

测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系，得到测量数据，且能够测量三个方向的数据的测量组件；

所述测量组件测量时，将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的固定组件；

利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据的处理器；其中，

所述三个测量方向互相垂直；所述第一岩块位于所述待测岩体的结构面的一侧，所述第二岩块位于所述待测岩体的结构面的另一侧；

所述固定组件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上。

上述装置中，所述固定组件包含：能够使得所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的第一固定部件和第二固定部件；所述第一固定部件设置在所述测量组件上；

所述第二固定部件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上，并通过所述第一固定部件将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间。

上述装置中，所述第二固定部件包含第一固定子部件和第二固定子部件；

所述测量组件测量时，所述第一固定子部件的一端固定在所述第一岩块上的第一位置处，另一端与所述第一固定部件连接；所述第二固定子部件的一端与所述第一固定部件连接，另一端固定在所述第二岩块上的第二位置处；

通过所述第一固定子部件和所述第二固定子部件，将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述第一固定部件位于所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上；所述直线与所述待测岩体的结构面垂直。

上述装置中，所述第一固定子部件和第二固定子部件在外力的作用下能够产生弯曲，且能够承受预设的作用力。

上述装置中，所述第一固定子部件和第二固定子部件的形状为Y形。

上述装置中，所述第一固定部件上设置有孔结构，所述第一固定子部件和第二固定子部件通过所述孔结构与所述第一固定部件连接。

上述装置中，所述固定组件还包含夹具部件，所述第一固定子部件和第二固定子部件均穿过所述孔结构并通过所述夹具部件与所述第一固定部件连接。

上述装置中，所述固定组件还包含锚栓部件，所述第一固定子部件通过所述锚栓部件与所述第一岩块固定；所述第二固定子部件通过所述锚栓部件与所述第二岩块固定。

上述装置中，所述第一固定部件上设置有能够调整所述测量组件与所述待测岩体的相对角度关系，使得所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的螺杆结构；

所述螺杆结构与所述测量组件连接。

上述装置中，所述测量组件包含能够获取表征所述第一岩块与所述第二岩块之间的相对位置关系的角度数据的三轴加速度计芯片。

本实用新型实施例提供的岩体变形的测量装置，包括：测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系，得到测量数据，且能够测量三个方向的数据的测量组件；所述测量组件测量时，将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的固定组件；利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据的处理器；其中，所述三个测量方向互相垂直；所述第一岩块位于所述待测岩体的结构面的一侧，所述第二岩块位于所述待测岩体的结构面的另一侧；所述固定组件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上。本实用新型实施例中，通过固件组件反映出的待测岩体结构面两侧岩块之间的相对位置关系，来进行第一岩块与第二岩块之间的位置相对关系数据的测量，并且测量方向覆盖了结构面所在二维空间，如此能够避免在不平整的岩块上直接、且必须沿着变形方向固定测量组件，从而实现了在边坡岩体结构面两侧岩块表面不平整，且所述岩块的变形方向不确定的情况下，对待测岩体变形数据的测量。

附图说明

图1为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的结构组成示意图；

图2为本实用新型实施例岩体变形的测量装置中测量组件中ADXL345三轴加速度计芯片外围电路示意图一；

图3为本实用新型实施例岩体变形的测量装置中测量组件中ADXL345三轴加速度计芯片外围电路示意图二；

图4A为本实用新型实施例岩体变形的测量装置中测量组件、第一固定部件及第二固定部件的结构示意图一；

图4B为本实用新型实施例岩体变形的测量装置中测量组件、第一固定部件及第二固定部件的结构示意图二；

图5为本实用新型实施例岩体变形的测量装置测量时的整体结构示意图一；

图6为本实用新型实施例岩体变形的测量装置测量时的整体结构示意图二；

图7A为本实用新型实施例岩体变形的测量装置测量时的测量组件及第一固定部件的结构示意图一；

图7B为本实用新型实施例岩体变形的测量装置测量时的测量组件及第一固定部件的结构示意图二；

图8A为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的螺杆结构中滑动部件与测量组件的结构示意图一；

图8B为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的螺杆结构中滑动部件与测量组件的结构示意图二；

图9A为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的螺杆结构中支撑部件的结构示意图一；

图9B为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的螺杆结构中支撑部件的结构示意图二；

图9C为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的螺杆结构中支撑部件的结构示意图三(图9C为图9A中从A向看过去的示意图)；

图10A为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的底板部件与第二固定部件的结构示意图一；

图10B为本实用新型实施例岩体变形的测量装置的底板部件与第二固定部件的结构示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型实施例中的结构面包括节理滑动面，但不限于节理滑动面。

相关技术中，在铁路边坡山体中开挖排水平洞，对平洞内对边坡软弱结构面两侧岩块相对变形进行监测，通常采用位移计，但是单个位移计仅能进行单向变形的测量，因此单个位移计测量时要求沿着待测岩块变形方向固定位移计，并且在实际应用时，待测岩块的表面也不平整，这些导致在确定位移计的安装位置和方向时困难重重；而采用两个或多个位移计，虽然能够在一定程度上减少对位移计的安装方向的考虑，但进一步存在两个或多个位移计配合安装困难、测量误差大、测量数据难以比较和分析等问题。

基于此，在本实用新型实施例的实施例中，在首次测量时，通过固定组件的作用(特殊的结构设计)将待测岩体结构面两侧岩块之间的相对位置关系反映给测量组件，之后测量组件一直保持固定在待测岩体之间，而随着岩块之间的相对位置变化，测量组件得到的测量数据发生变化，然后将测量数据与参考数据(如首次测量数据)进行比较，得到待测岩体的变形数据，如此，能够避开在不平整的岩块上直接、且必须沿着变形方向固定测量组件的难题，从而能够在边坡岩体结构面两侧岩块表面不平整，且所述岩块的变形方向不确定的情况下，测量岩体的变形数据，为边坡稳定分析、预报和危情预警提供重要的数据支撑。

图1示出了本实用新型实施例岩体结构面两侧岩块相对变形的测量装置的整体结构图，本申请实施例的测量装置10，包括：测量组件100、固定组件200、处理器300；其中，

所述测量组件100，用于测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系，得到测量数据；所述第一岩块位于所述待测岩体的结构面的一侧，所述第二岩块位于所述待测岩体的结构面的另一侧；所述测量组件100能够测量三个方向的数据，且三个测量方向互相垂直；

所述固定组件200，所述测量组件测量时，所述固定组件200的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上，用于将所述测量组件100固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行；

所述处理器300，用于利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据。

这里，在首次测量时，先通过固定组件200的作用将待测岩体结构面两侧岩块之间的相对位置关系反映给测量组件100，之后测量组件100一直保持固定在待测岩体之间，而随着岩块之间的相对位置变化，由测量组件100得出待测岩体结构面两侧岩块沿结构面所在的二维空间中的相对位置关系数据，同时将测量得出的数据送到处理器300中，处理器300将测量得出的数据与参考数据(如首次测量数据)进行比较，得到待测岩体的变形数据。

下面详细说明每个组件的具体实施方式：

所述测量组件100，用于测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系。实际应用中，所述测量组件100能够测量三个方向的数据，且三个测量方向互相垂直，如X，Y，Z轴形成的三维空间的数据。

实际应用时，所述测量组件100，可以包括集成电路部分和外壳部分，所述集成电路部分实现主体的测量功能，而所述外壳部分实现对集成电路部分的包裹、固定，以及与固定部件200的连接。

所述集成电路部分主要由测量单元、主控单元、电源单元以及通讯单元等组成。所述测量单元，用于测量当前的第一岩块与第二岩块之间的相对位置关系数据，并将测量的数据发送给所述主控单元；所述主控单元，用于实现与测量单元、电源单元以及通讯单元的数据交互及信号控制；所述电源单元，用于为整个集成电路部分提供电源；所述通讯单元，用于实现所述集成电路部分与外部的通信。

实际应用时，所述测量单元的主芯片可以选择三轴加速度计芯片，用于获取表征所述第一岩块与所述第二岩块之间的相对位置关系的角度数据，如ADXL345数字三轴加速度计芯片；所述主控单元的主芯片可以选择带AD采集功能的STC89C32单片机；所述通讯单元的主芯片可以选择MAX485芯片。具体地，如图2、图3所示，将ADXL345三轴加速度计芯片外围电路接成I2C通讯方式，13管脚SDA数据、14管脚SCL时钟分别连接STC89C32单片机的P0.3和P0.4管脚，中断信号接入P3.2和P3.3管脚。测量数据通过RS-485总线通讯，将MAX485芯片的1管脚RXD和4管脚TXD分别接入STC89C32单片机的P3.0和P3.1管脚，数据由MAX485芯片的A和B管脚输出。

需要说明的是，三轴加速度计芯片可以测量被测平面相对于水平位置的倾斜度、两部件相互平行度和垂直度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角。举例中的ADXL345三轴加速度计芯片是一款小巧纤薄的低功耗三轴加速度计，可以对高达±16g的加速度进行高分辨率(13位)测量。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI(3线或4线)或者I2C数字接口访问。ADXL345三轴加速度计芯片可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，它具有高分辨率(4mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。同时，使用ADXL345三轴加速度计芯片输出加速度计时，无需进行模数转换，从而可以节省系统成本和电路板面积。

所述外壳部分可以为长方形的金属盒，通过金属盒实现对集成电路部分的包裹、固定。

测量装置10通过固定组件200的作用将待测岩体结构面两侧岩块之间的相对位置关系反映给测量组件100，以得出测量数量，因此测量组件100被固定的方式方法在本实施方案中尤为重要。具体方案为：

所述固定组件200包含第一固定部件201和第二固定部件202；所述第一固定部件201设置在所述测量组件100上；

所述第二固定部件202的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上，并通过所述第一固定部件201将所述测量组件100固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间；

通过调整所述第一固定部件201，能够使得所述测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

实际应用时，在外壳部件上设置第一固定部件201，如图4A、4B所示，第一固定部件201与第二固定部件202连接，并将测量组件100固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间。

这里，所述测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行，可以理解为：测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面之一与所述待测岩体的结构面平行。例如X，Y，Z轴中X、Z轴形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

具体实施时，可以通过以下两种方式固定所述测量组件100，使得所述测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

方式一：如图5所示，将第一固定部件201直接调整为与结构面平行，然后通过第二固定部件202将第一固定部件201固定在第一岩块与所述第二岩块之间。在方式一中，测量组件100直接与第一固定部件201连接，以保证第一固定部件201与结构面平行时，测量组件100的三个测量方向中X、Z轴方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

方式二：如图6所示，所述第一固定部件201上设置有螺杆结构2011，所述螺杆结构2011与所述测量组件100连接；通过调节所述螺杆结构，调整所述测量组件100与所述待测岩体的相对角度关系，使得所述测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

这里，如图6所示，第一步，将第一固定部件201调整为与边坡的倾斜边平行；第二步，调节第一固定部件201上的螺杆结构2011，使得测量组件100的三个测量方向中X、Z轴方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。实际应用时，所述螺杆结构2011的具体实现方式如图7、图8、图9所示。

如图7A、图7B所示，所述第一固定部件201上包括螺杆结构2011和底板部件2012，螺杆结构2011通过铰接的方式与底板部件2012连接，所述测量组件100设置在螺杆结构2011上。螺杆结构2011包括滑动部件和支撑部件，所述支撑部件和滑动部件均通过铰接的方式与底板部件2012连接。如此，支撑部件和滑动部件均可实现绕铰接转轴方向的转动。

实际应用时，所述滑动部件如图8A、图8B所示，所述测量组件100固定在滑动部件上，随滑动部件一起运动。滑动部件的一端通过转角合页的方式与底板部件2012铰接(这里，底板部件2012与转角合页连接的相应的结构图如图10A、10B所示)；滑动部件的另一端设置有上下移动支座，上下移动支座中设置有孔结构。这里的孔结构用来于与支撑部件连接。

实际应用时，所述支撑部件如图9A、图9B、图9C所示，支撑部件包括上下移动轴、旋转丝杆套、丝杆、带轴丝套和旋转方头；其中，支撑部件的一端通过上、下移动轴与底板部件2012铰接(这里底板部件2012与上、下移动轴连接的相应的结构图如图10A、10B所示)；丝杆固定在下移动轴上；旋转丝杆套可相对丝杆进行旋转，从而实现旋转丝杆套在丝杆上的位置移动；旋转方头和带轴丝套均与旋转丝杆套连接，当旋转旋转方头时，带动轴丝套随旋转丝杆套一起在丝杆上移动。如此，可以实现滑动部件相对于底板部件2012的角度调节，从而使滑动部件上的测量部件100的三个测量方向中X、Z轴方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

这里，实现了在进行首次测量时，测量部件100的固定。

考虑到测量组件100与被测岩块的连接紧固随动性能，在固定组件200中设计了第一固定子部件2021和第二固定子部件2022，并采用了类似绳索拉紧测量组件100的方式使得测量组件100与被测岩块是一种刚柔性连接，从而能够将待测岩块之间的相对位置关系准确的反映给所述测量组件100。

如图5、图6所示，所述第二固定部件202包含第一固定子部件2021和第二固定子部件2022；所述测量组件测量时，所述第一固定子部件2021的一端固定在所述第一岩块上的第一位置处，另一端与所述第一固定部件201连接；所述第二固定子部件2022的一端与所述第一固定部件201连接，另一端固定在所述第二岩块上的第二位置处；

通过所述第一固定子部件2021和所述第二固定子部件2022，将所述测量组件100固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述第一固定部件201位于所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上；所述直线与所述待测岩体的结构面垂直。

具体实施时，为了保证将待测岩块之间的相对位置关系准确的反映给所述测量组件100，需要限制所述第一位置与第二位置的相对位置，即使得所述第一固定部件201位于所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上；所述直线与所述待测岩体的结构面垂直。本领域技术人员可以理解的是，理论上岩块不存在沿与待测岩体的结构面垂直方面的运动，当所述第一位置与所述第二位置形成的直线与所述待测岩体的结构面垂直时，可以避免与待测岩体的结构面垂直方向的测量误差的引入。

需要说明的是，实际应用中第二固定部件202也可以包含多个固定子部件来实现对测量组件100的固定，如第二固定部件202采用四个子固定部件，将四个固定子部件分成两组，在所述第一固定部件201的每端各使用两个固定子部件，如此，使所述第一固定部件201位于所述两组固定部件分别形成的直线上。

如图4A、图4B所示，为了保证将待测岩块之间的相对位置关系准确的反映给所述测量组件100，所述第一固定子部件2021和第二固定子部件2022在外力的作用下能够产生弯曲，且能够承受预设的作用力。

实际应用时，所述第一固定子部件2021和第二固定子部件2022必须具有一定的柔性，同时也能承受一定的预紧力。这里，第一固定子部件2021和第二固定子部件2022可以为金属线，如：直径为2mm的钢绞线。

如图4A所示，为了保证所述第一固定子部件2021和第二固定子部件2022与第一固定部件201以及被测岩体连接的紧固性，所述第一固定子部件2021和第二固定子部件2022的形状为Y形。以第一固定子部件2021的具体固定为例，第一固定子部件2021中Y形开口的一端与所述第一固定部件201连接，第一固定子部件2021中Y形不开口的一端固定于所述第一岩块的第一位置处。

如图4A所示，所述第一固定部件201上设置有孔结构，所述第一固定部件和第二固定部件通过所述孔结构与所述第一固定部件201连接。

如图4B所示，所述固定组件200还包含夹具部件203，所述第一固定子部件和第二固定子部件均穿过所述孔结构并通过所述夹具部件203与所述第一固定部件201连接。

实际应用时，所述第一固定部件201上设置有四个孔结构并且四个孔两两分布于所述第一固定部件201的两端，所述固定组件200还包含四个夹具部件。第一固定子部件2021中Y形开口的一端分别穿过分布于所述第一固定部件201的一端的两个小孔，同时通过两个夹具部件分别固定在两个孔的一侧，从而实现了第一固定子部件2021与所述第一固定部件201的连接。第二固定子部件2022中Y形开口的一端分别穿过分布于所述第一固定部件201的另一端的两个小孔，同时通过另外两个夹具部件分别固定在另外两个孔的一侧，从而实现了第二固定子部件2022与所述第一固定部件201的连接。

这里，所述夹具部件203，主要由钢绞线卡头、卡扣、夹头等组成，材质一般有不锈钢、铝等，是一种与钢绞线配套的可以用于固定钢绞线器件。所述夹具部件具体结构有多种，实际应用时，可以选择与第一固定子部件2021和第二固定子部件2022选定的钢绞线配套的夹具部件。

如图5、图6所示，所述固定组件还包含锚栓部件204，所述第一固定子部件2021通过所述锚栓部件204与第一岩块固定；所述第二固定子部件通过所述锚栓部件204与第二岩块固定。

实际应用时，所述固定组件还包含两个锚栓部件，所述第一固定子部件2021中Y形不开口的一端通过一个锚栓部件与第一岩块固定；所述第二固定子部件2022中Y形不开口的一端通过另一个锚栓部件与第二岩块固定。

这里，所述锚栓部件204可以选择化学锚栓部件，相较于膨胀锚栓部件，化学锚栓具有锚固力强，形同预埋；无膨胀应力，边距间距小；安装快捷，凝固迅速，节省施工时间等优势。

所述处理器300，与所述测量组件100连接，用于利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据。

这里，参考数据可以是首次测量数据。首次测量数据是指所述测量组件100首次对待测岩体进行测量时，通过固定组件200使所述测量组件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行时，测量部件100测量得到的数据。之后测量组件一直保持固定在待测岩体之间，待测岩体随着时间产生进一步的变形，此时，所述测量组件100测量的数据是在首次测量数据的基础上累计出现的变形。因此，利用所述测量数据与首次测量数据，即能得到所述待测岩体相实际应用时，所述处理器300可以通过总线的形式(如，485总线)与所述测量组件100连接，接收到测量组件100的测量数据后，与首次测量数据进行比较(如，将当前测量的角度数据与首次测量的角度数据进行矢量作差)，得到所述待测岩体相对于首次测量时的变形数据(角度矢量差值)。实际应用时，还可以按照预设的规则对所述形变数据进行格式转换，如利用编制应用程序或使用LabVIEW软件将角度变形量变换成位移变形量。

本实施例的测量装置10在实际应用中，对应图5和图6中测量组件100的在首次测量时的具体固定方式，可以分别采用以下步骤具体实现：

1、对于图5中测量组件100的固定方式：

步骤一：分别将固定组件200中的2个化学锚栓部件204(这里，化学锚栓组件的具体尺寸可根据实际需求进行调节)分别固定在待测岩体的节理滑动面两侧的上下两块岩块上的第一位置和第二位置处，所述第一位置与所述第二位置所形成的直线与所述待测岩体的节理滑动的垂直。化学锚栓部件204安装应牢固可靠。

步骤二：将固定组件200中的上端钢绞线(相当于第一固定子部件2021)穿过用分布于第一固定部件201的一端的两个小孔，同时通过夹具部件203的锁扣锁紧钢绞线，然后将上端的化学锚栓螺母拧紧；手动将第一固定部件201调整为与结构面平行后，下端钢绞线(相当于第二固定子部件202)通过紧线器加入一定的预紧力，拉紧后，使所述第一固定部件201位于所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上；然后下端钢绞线穿过分布于第一固定部件201的另一端的两个小孔，同时通过锁扣锁紧钢绞线，再将下端的化学锚栓螺母拧紧。

实际应用中，为了使第一固定部件201上固定的测量组件100与结构面平行，上端和下端的化学锚栓的尺寸一般是不相同的。

实际应用中，一般将上、下端钢绞线的长度设置为1米，当上、下端钢绞线的长度比实际需要使用的长度长时，可在夹具部件的锁扣锁紧后将多余长度的钢绞线剪断。

实际应用中，还可以将植筋胶涂抹在锚栓螺纹上，以使锚栓螺纹快速固化，防止锚栓螺栓松脱。

2、对于图6中测量组件100的固定方式：

步骤一：分别将固定组件200中的2个M10×40化学锚栓部件204(这里，化学锚栓组件的具体尺寸可根据实际需求进行调节)分别固定在待测岩体的节理滑动面两侧的上下两块岩块上的第一位置和第二位置处，所述第一位置与所述第二位置所形成的直线与所述待测岩体的节理滑动的垂直。化学锚栓部件204安装应牢固可靠。

步骤二：将固定组件200中的上端钢绞线(相当于第一固定子部件2021)穿过用分布于第一固定部件201的一端的两个小孔，同时通过夹具部件203的锁扣锁紧钢绞线，然后将上端的化学锚栓螺母拧紧；下端钢绞线(相当于第二固定子部件202)通过紧线器加入一定的预紧力，拉紧后，使所述第一固定部件201位于所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上；然后下端钢绞线穿过分布于第一固定部件201的另一端的两个小孔，同时通过锁扣锁紧钢绞线，再将下端的化学锚栓螺母拧紧。

实际应用中，一般将上、下端钢绞线的长度设置为1米，当上、下端钢绞线的长度比实际需要使用的长度长时，可在夹具部件的锁扣锁紧后将多余长度的钢绞线剪断。

实际应用中，还可以将植筋胶涂抹在锚栓螺纹上，以使锚栓螺纹快速固化，防止锚栓螺栓松脱。

步骤三：左右旋转螺杆结构2011上的旋转方头，以带动滑动部件在丝杆上进行上、下移动，从而使滑动部件上的测量部件100的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行。

需要说明的是：实际应用过程中，所述测量组件所在的平面与所述待测岩石的结构面的平行关系或者所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上与所述待测岩体的结构面的垂直关系可能并不能做到百分百满足，但只要近似满足上述提到的相应的平行和垂直关系则岩体的变形数据即可为工程所用。或者，至少通过上述岩体变形数据获得所述第一岩块和所述第二岩块之间变形的主要方向，如此可以给位移计的安装提供依据。

本实用新型实施例提供的岩体变形的测量装置，包括：测量组件，用于测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系，得到测量数据；所述第一岩块位于所述待测岩体的结构面的一侧，所述第二岩块位于所述待测岩体的结构面的另一侧；所述测量组件能够测量三个方向的数据，且三个测量方向互相垂直；固定组件，所述测量组件测量时，所述固定组件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上，用于将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行；处理器，用于利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据。本实用新型实施例中，通过固件组件反映出的待测岩体结构面两侧岩块之间的相对位置关系，来进行第一岩块与第二岩块之间的位置相对关系数据的测量，并且测量方向覆盖了结构面所在二维空间，如此能够避免在不平整的岩块上直接、且必须沿着变形方向固定测量组件，从而实现了在边坡岩体结构面两侧岩块表面不平整，且所述岩块的变形方向不确定的情况下，对待测岩体变形数据的测量。

此外，一方面，上述固定组件固定的可靠性好，安装拆卸方便，对岩体、结构物破坏较小；另一方面，上述固定组件通用性能好，能够适用于铁路、公路、水利、港口、码头、建筑等边坡变形的长期监测。

需要说明的是：需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本实用新型实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种岩体变形的测量装置，其特征在于，包括：

测量待测岩体的第一岩块与所述待测岩石的第二岩块之间的位置相对关系，得到测量数据，且能够测量三个方向的数据的测量组件；

所述测量组件测量时，将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的固定组件；

利用所述测量数据与参考数据，得到所述待测岩体的变形数据的处理器；其中，

所述三个测量方向互相垂直；所述第一岩块位于所述待测岩体的结构面的一侧，所述第二岩块位于所述待测岩体的结构面的另一侧；

所述固定组件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定组件包含：能够使得所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的第一固定部件和第二固定部件；

所述第一固定部件设置在所述测量组件上；

所述第二固定部件的一端固定在所述第一岩块上，另一端固定在所述第二岩块上，并通过所述第一固定部件将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二固定部件包含第一固定子部件和第二固定子部件；

所述测量组件测量时，所述第一固定子部件的一端固定在所述第一岩块上的第一位置处，另一端与所述第一固定部件连接；所述第二固定子部件的一端与所述第一固定部件连接，另一端固定在所述第二岩块上的第二位置处；

通过所述第一固定子部件和所述第二固定子部件，将所述测量组件固定于所述第一岩块与所述第二岩块之间，且使所述第一固定部件位于所述第一位置与所述第二位置所形成的直线上；所述直线与所述待测岩体的结构面垂直。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一固定子部件和第二固定子部件在外力的作用下能够产生弯曲，且能够承受预设的作用力。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一固定子部件和第二固定子部件的形状为Y形。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一固定部件上设置有孔结构，所述第一固定子部件和第二固定子部件通过所述孔结构与所述第一固定部件连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述固定组件还包含夹具部件，所述第一固定子部件和第二固定子部件均穿过所述孔结构并通过所述夹具部件与所述第一固定部件连接。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述固定组件还包含锚栓部件，所述第一固定子部件通过所述锚栓部件与所述第一岩块固定；所述第二固定子部件通过所述锚栓部件与所述第二岩块固定。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一固定部件上设置有能够调整所述测量组件与所述待测岩体的相对角度关系，使得所述测量组件的三个测量方向中任意两个测量方向形成的平面与所述待测岩体的结构面平行的螺杆结构；

所述螺杆结构与所述测量组件连接。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量组件包含能够获取表征所述第一岩块与所述第二岩块之间的相对位置关系的角度数据的三轴加速度计芯片。

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