[实用新型]一种结构与土相对位移的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其是特别涉及一种结构与土相对位移的测量装置。

背景技术

土木水利工程中，各种结构在外力作用下产生的位移是非常值得关注的一个问题，位移的大小直接关系到结构的稳定性，因此需要对其进行测量和监控。结构位移分为绝对位移和相对位移。过去对结构位移的监测主要是测量绝对位移，例如，采用水准仪进行表面沉降监测、利用全站仪进行表面水平位移观测以及利用测斜管进行土体内部水平位移监测等。

实际工程中，结构与其接触的土体之间发生的相对位移也是非常重要的监测参数，相对位移的大小直接关系到结构的受力变形状态和稳定性。如地基基础工程中广泛应用的桩基础与桩周土体之间发生的相对位移、挡土墙与地基土体接触面之间的相对位移、面板堆石坝的混凝土面板与上游堆石体之间的相对位移、复合地基中桩顶刺入垫层的相对位移等。

在本发明之前，对结构与土相对位移的测量往往采取间接的方法，通过测量多个参考点的绝对位移，用不同参考点之间的绝对位移之差计算相对位移。这种方法过程繁琐，测量工作量大，成本高，而且误差较大，精度不高；在结构与土体内部，由于位移“不可见”，这种方法往往无法实施。

名称为“结构竖向相对位移自动测量装置”的实用新型专利(申请号00204386.6)公开了一种自动测量基础不均匀沉降及其他相对竖向位移的装置，该装置结构简单实用、操作方便，但该装置由于使用液面高度的变化进行位移测量，因此只能测量竖向相对位移，无法测量水平方向的相对位移或倾斜方向的相对位移；同时由于采用了液面高度的变化进行测量，其结果受温度影响较大；当仪器埋设于结构内部，不能直接观察到液面的情况下，只能通过导电液体电阻的变化来间接测量位移，增加了误差的积累；此外，该装置需要将两端的外壳牢牢固定在结构上，而土体是一种非常松散柔软的结构，无法与该装置固定连接，因此该装置无法测量结构与土体之间的相对位移。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，开发一种结构与土体之间相对位移的测量装置。

本实用新型的技术方案是：

一种结构与土相对位移的测量装置，包括位移传感器和护筒，其主要技术特征在于：所述位移传感器置于护筒内，一端通过第一万向节与护筒连接，另一端通过第二万向节与刚性连杆连接，连杆通过护筒上的连杆出口伸出；所述的护筒上设置固定板。

本装置埋设于土体中，固定板能将护筒固定在土体中，将连杆与待测结构相连，通过位移传感器测量结构与土体的相对位移。位移传感器通过万向节与护筒和连杆连接，可以仅将测量方向的作用力传递给位移传感器。

所述的位移传感器可采用工程中常用的正弦式位移计。

所述的连杆护筒外一端可设连接板，开有螺栓孔，用于与结构相连。

所述的固定板为固定在护筒外壁上的一个或多个片状物。

所述的位移传感器与读数仪相连，通常的方法是通过数据线与读数仪相连。

将本实用新型用于测量结构与土相对位移，主要步骤如下：根据所需测量的相对位移大小和方向大致确定位移传感器和连杆的初始位置；将护筒和固定板埋置于土体中；将连杆与被测结构固定连接；将位移传感器与读数仪连接，读取仪器的初始读数；工程施工后，结构受力产生位移，带动与其固定连接的连杆运动，连杆的运动引起位移传感器读数的改变；根据工程监测的需要，每隔一定的时间测量一次读数，根据读数计算出结构的相对位移。

本发明的优点和效果在于：

(1)将护筒埋设于土体中，由于固定板具有较大的面积，因此承受的土压力也较大，而连杆拉动位移传感器的力相对较小，因此固定板能在土体中滞留不动，使与之连接的测量装置护筒也固定不动，测量装置与土体位移完全相同，通过这种巧妙的方法将刚性的测量装置固定于柔性的土体之中。

(2)由于测量装置的位移传感器不限于某一方向，因此可以测量水平、竖直或倾斜方向的位移，应用范围广。

(3)由于仪器埋设于土体内部，通过数据线连接等方式可以测读结构与土内部的数据，这样将隐蔽在内部不可见的相对位移可见化。

(4)测量装置所反应的位移是结构与土的实际相对位移，是一种直接测量方法，该实际相对位移直接通过数据线或其他方式传递给读数仪，因此测量误差仅来源于位移传感器自身的误差，没有误差传递和误差积累，测量误差小。

(5)测量装置的位移传感器可采用工程中常用的正弦式位移计，位移传感器技术成熟，能直接利用现有的传感器，不需要另外单独开发，因此成本低，实施方便。