[发明专利]地裂缝三向变形测量仪

说明书

技术领域

本发明属于地质工程监测领域，尤其是涉及一种地裂缝三向变形测量仪。

背景技术

地裂缝是一种缓慢发展的渐进性地质灾害，在世界上许多国家都有发育。我国的地裂缝分布十分广泛，近年来具有范围不断扩大，危害不断加重的趋势。地裂缝造成的损失是多种多样的，直接损失主要有地表工业和民用建筑损失、地下供水、供气管道设施破坏损失等；间接损失则更为严重，常造成生产厂房、车间的破坏造成停产，管道的破坏造成停水、停电、停气、漏水、漏气、引起环境恶化等。在我国，地裂缝迄今为止已造成数十亿元的直接经济损失，对城市建设用地地有效利用和城市发展留下了重大的安全隐患。

地裂缝是具有三维变形特征的地表线状裂缝，同时产生竖直位移、张裂位移和剪切位移。特别在西安市地区，受黄土湿陷性的影响，在构造力作用下，其活动方式为具有单向积累的蠕动特征。这种地裂缝的变形对城市建设危害很大，尤其对于不可避免的贯穿于目前处于超常活动的十余条地裂缝的西安地铁工程的施工建设以及运营安全来说，其危害更为明显和严重。

采取何种建筑措施防范这些安全隐患，必须建立在可靠的监测数据基础上。现行监测地裂缝的常用方法主要有多点检测法和相对位移检测法两种。其中，多点监测法是在地裂缝的两侧设置多个点分别埋设百分表，来检测水平、竖直和剪切位移。这种方法设备简单，操作方便易行；缺点是仪器的安装调试繁琐，人工读取数据误差大，可靠度不高，不能进行同一点处的实时监测。相对位移检测法是将地裂缝的三向变形转变成空间中一点P的移动，则通过测算p点的位移就可以计算出地裂缝的变形。目前，最常用的仪器为整体式TS三向测缝计，其主要缺点是将点的空间位移转化为相对位移的计算过程较繁琐，且会产生较大的计算误差。针对上述方法的缺点，研制一种更便捷精确的设备对地铁建设和运营环境下的地裂缝活动进行全面的实时监测，显得尤为重要和迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种地裂缝三向变形测量仪，其安装调试简便、使用操作简便且测试精度高、测试效果好，能对地裂缝同一点的三向变形绝对值进行同步检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地裂缝三向变形测量仪，其特征在于：包括分别固定在被监测地裂缝左右两侧的竖直立杆一和竖直立杆二、固定在竖直立杆一和竖直立杆二之间的水平张拉位移测试装置、安装在竖直立杆一上的竖直位移测试装置和水平剪切位移测试装置以及对所检测数据进行分析处理并同步显示测试结果的数据分析系统和由数据分析系统进行控制的告警单元；所述竖直位移测试装置包括能绕竖直立杆一轴向转动并能沿竖直立杆一上下移动的竖直滑块和对竖直滑块的竖向位移进行实时检测的竖向线位移传感器，所述竖直滑块套装在竖直立杆一上；所述水平张拉位移测试装置包括一端固定在竖直滑块上且对竖直滑块进行支撑固定并能带动竖直滑块绕竖直立杆一轴向转动的水平支撑滑轴、一端固定在竖直立杆二上的水平支撑杆、固定在水平支撑杆另一端且套装在水平支撑滑轴上并能在水平支撑滑轴上水平移动的水平滑块和对水平滑块的水平位移进行实时检测的水平向线位移传感器；水平剪切位移测试装置为对竖直滑块绕竖直立杆一轴向转动的转度角度进行实时检测的角位移传感器；所述水平向线位移传感器、竖向线位移传感器和角位移传感器均接数据分析系统，数据分析系统与告警单元相接。

所述水平向线位移传感器、竖向线位移传感器和角位移传感器与数据分析系统之间均以无线通讯方式进行通讯，所述水平向线位移传感器、竖向线位移传感器、角位移传感器和数据分析系统上对应设置有无线信号收发系统。

所述竖直立杆一和竖直立杆二分别锚固于被监测地裂缝左右两侧的两个底座上。

所述水平支撑杆和竖直立杆二之间通过斜支撑进行支撑固定。

所述水平支撑滑轴位于水平支撑杆上方。

所述水平向线位移传感器和竖向线位移传感器均为电阻式传感器。

所述角位移传感器安装在竖直滑块正上方。

所述竖直立杆一上部一侧固定有一安装于竖直滑块上的竖向滑杆，竖向线位移传感器安装在竖向滑杆与位于竖向滑杆上方且固定在竖直立杆一上端部的阻挡件一之间；水平支撑滑轴后部一侧固定有一安装于水平滑块上的水平向滑杆，水平向线位移传感器安装在水平向滑杆与位于水平向滑杆后方且固定在水平支撑滑轴后端部的阻挡件二之间。

所述竖直立杆一和竖直立杆二均为表面光滑的圆柱状杆件。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、设计合理，各部件间的组装和调试方便且使用操作简便，实现方便。