[实用新型]一种模型试验监测点布设的三维定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模型试验监测点布设的三维定位装置，属于试验模型领域。

背景技术

目前，在进行地下工程建设时为了更好地研究地下工程的稳定性和指导设计施工，可以借助于地质力学模型试验和数值模拟等方法来模拟实际的地下工程的开挖支护等施工过程。地质力学模型试验可以还原真实的物理实体，在基本满足相似原理的前提下，得到真实的地质力学状态，在此状态下模拟开挖等施工过程。

地质力学模型试验依靠布设在模型体内的传感器元件记录试验数据，试验结束后通过传感器记录的数据分析试验结果，指导工程的设计施工。因此，传感器的准确布设对试验结果的准确性具有重要的影响。

当前的模型试验中在进行传感器元件定位时，多数采用卷尺量测出监测点的三维坐标确定监测点的位置。这种方法不仅费时费力，而且量测精度难以保证，甚至使试验结果达不到预期的要求。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型提供了一种模型试验监测点布设的三维定位装置，本实用新型结构简单、操作方便、量测精度高并且可以自由拆卸更换不同长度的钢尺，能够满足不同模型试验对监测点布设的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种模型试验监测点布设的三维定位装置，包括X尺、Y尺和Z尺，其中，X尺两端设有固定装置，X尺上设有横截面为“凸”形的凹槽，Y尺通过滑动装置与X尺连接，滑动装置与“凸”形的凹槽相配合，Z尺通过连接装置与Y尺连接。

所述X尺长2.4m，Y尺长1.0m，Z尺长0.8m。

所述固定装置通过连接螺栓与X尺相连，使用时，通过定位螺栓将固定装置固定在模型架上。

所述滑动装置的滑轮嵌入到X尺的“凸”形的凹槽内，并通过连接螺栓与Y尺相连。

所述连接装置与Y尺滑动连接，可以在Y尺上自由滑动，Z尺与连接装置滑动连接，Z尺可以在连接装置上自由滑动，并通过定位螺栓对Z尺进行定位。

所述Z尺尺面上设有一道0.7mm长的、用于与连接装置连接的凹槽。

一种模型试验监测点布设的三维定位方法，包括以下步骤：

1)将X尺、Y尺、Z尺、固定装置、滑动装置、连接装置连接在一起，其中，固定装置设在X尺两端，X尺上设有横截面为“凸”形的凹槽，滑动装置与“凸”形的凹槽相配合，Y尺通过滑动装置与X尺连接，Z尺通过连接装置与Y尺连接；

2)通过固定装置将上述连接好的定位装置固定到模型架上；

3)已知监测点的三维坐标，根据X尺上的刻度，滑动Y尺到相应的位置定出坐标；

4)在Y尺上滑动连接装置到相应的位置定出Y坐标；

5)用模型架的高度减去监测点Z坐标的值定出Z尺的高度，滑动到相应位置，用定位螺栓固定Z尺；

6)X坐标，Y坐标，Z坐标确定完后在填埋好的相似材料上做好标记，定出监测元件的位置。

X尺长2.4m，Y尺长1.0m，Z尺长0.8m。

所述Z尺尺面上设有一道0.7mm长的、用于与连接装置6连接的凹槽。

本实用新型研究了一种模型试验监测点布设的三维定位方法与装置，解决了模型试样中监测元件布设精度低、费时费力的问题，使得监测元件的布设变的简单、高效、准确。

本实用新型解决了模型试验监测点布设的问题，具有以下优点：

1)结构简单，操作方便。

2)量测精度高，能够有效减少监测点定位的误差所引起的试验数据的偏差。

3)可以更换不同长度的钢尺，以满足不同模型试验的要求。

附图说明

图1为本实用新型的模型试验监测点布设的三维定位装置的三维结构示意图；

图2为固定装置的结构示意图；

图3为滑动装置的结构示意图；

图4为连接装置的结构示意图。

其中，1，X尺；2，Y尺；3，Z尺；4，固定装置；5，滑动装置；6.；连接装置；7，连接螺栓；8，定位螺栓；9，连接螺栓；10，定位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

一种模型试验监测点布设的三维定位装置，包括X尺1、Y尺2和Z尺3，如图1所示，其中，X尺1两端设有固定装置4，X尺1上设有横截面为“凸”形的凹槽，Y尺2通过滑动装置5与X尺1连接，滑动装置5与“凸”形的凹槽相配合，Z尺3通过连接装置6与Y尺2连接。

所述X尺1长2.4m，Y尺2长1.0m，Z尺3长0.8m。