[发明专利]一种裂缝开口双向变形监测结构及测量方法

权利要求书

1.一种裂缝开口双向变形监测结构，它包括上部竖直固定杆、竖直水准泡、水平横杆、水平水准泡、斜向固定杆、测角传感器、测距传感器和下部竖直固定杆；其特征在于：上部竖直固定杆和下部竖直固定杆上均设置竖直水准泡，并将上部竖直固定杆和下部竖直固定杆分别埋设于监测裂缝的两侧；水平横杆上设置水平水准泡，与上部竖直固定杆通过螺杆连接；斜向固定杆与水平横杆固定连接；测距传感器的两端分别与斜向固定杆和下部竖直固定杆连接；测角传感器的两端分别与斜向固定杆和测距传感器连接。

2.根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述上部竖直固定杆由两部分组成，其中顶部为一矩形板，矩形板上预留与水平横杆连接的锚孔，在矩形板的下部设置竖直杆，竖直杆的下部呈圆（棱）锥尖状；矩形板与竖直杆采用相同材料，采用合金材料或钢材或硬质塑料，通过螺栓连接或焊接或粘贴连接。

3.根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述下部竖直固定杆均由两部分组成，其中顶部为一矩形板，矩形板上预留测距传感器伸长段连接的锚孔，在矩形板的下部设置竖直杆，竖直杆的下部呈圆（棱）锥尖状；矩形板与竖直杆通过螺栓连接或焊接或粘贴连接，可采用合金材料或钢材或硬质塑料。

4.根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述水平横杆与斜向固定杆间夹角呈30°或45°，两者整体预制而成，其材料采用合金材料或钢材或硬质塑料，其中水平横杆与上部竖直杆固定杆通过锚孔螺栓固定连接；在斜向固定杆上设置与测距传感器连接的转轴。

5.根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述测角传感器两端分别与斜向固定杆和测距传感器上预留的锚固连接点固定连接，锚固连接点到斜向固定杆上转轴的距离可根据现场情况调整。

6. 根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述测距传感器一端与斜向固定杆通过转轴连接，另一端与下部竖直固定杆的预留连接孔固定连接，在测距传感器上适当位置设置与测角传感器连接的锚固连接点。

7.根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述测距传感器和测角传感器可采用振弦式传感器或电阻式传感器，数据可采用频率读数仪或数据采集卡收集。

8.根据权利要求1所述的一种裂缝开口双向变形监测结构，其特征在于：所述测距传感器可根据监测裂缝的宽度，以及上部竖直固定杆与下部竖直固定杆间的距离，可在传感器的伸长段的前端上设置一定长度的加长钢片。

9.一种根据权利要求1所述的裂缝开口双向变形监测结构的测量方法，其特征在于方法步骤如下： 

1）测量前准备：观察裂缝周围环境，处理测量现场，确定上部竖直固定杆和下部竖直固定杆的具体埋设位置，同时确保上部竖直固定杆和下部竖直固定杆、水平横杆在同一个平面上，并与裂缝走向垂直；

2）埋设竖直固定杆：在选定位置钻设合适深度的锚孔，将上部竖直固定杆和下部竖直固定杆竖直插入锚孔，力求竖直固定杆的水准泡居中，再向空隙内灌注速凝水泥浆或粘结剂；

3）连接水平横杆和上部竖直固定杆：待上部竖直固定杆和下部竖直固定杆埋设完成后，将水平横杆连同斜向固定杆一起与上部竖直固定杆固定连接，应确保水平横杆水准泡居中，即使水平横杆水平；

4）连接传感器：将测距传感器两端分别连接到斜向固定杆的转轴和下部竖直固定杆的预留连接孔上，再将测角传感器的两端分别固定连接到斜向固定杆和测距传感器的连接点；

5）调整：连接好传感器之后，观察水平衡杆上水准泡是否移动，适当调整水平衡杆和上部竖直固定杆的连接点，使其水平后固定；

6）读数：固定好整个结构之后，通过游标卡尺分别读取斜向固定杆与测距传感器连接转轴到斜向固定杆与测角传感器锚固连接点和测距传感器与测距传感器锚固连接点的距离；通过读数仪读取测距传感器和测角传感器的初始读数；

7）数据处理：根据设定监测频率分别测取测角传感器和测距传感器的读数，根据测角传感器的读数计算出斜向固定杆与测距传感器的夹角，进而计算出测距传感器与水平向、竖直向的夹角；先根据测距传感器变化读数情况，计算出裂缝斜向变形量，再根据斜向固定杆与测距传感器的夹角算得监测裂缝的水平、竖直变形量。