[发明专利]一种分段式围岩收敛变形近景摄影测量方法

说明书

技术领域

本发明属于地下工程洞室及隧道围岩断面收敛变形近景摄影测量技术领域，特别是涉及一种分段式围岩收敛变形近景摄影测量方法。

背景技术

近景摄影测量技术在地下工程洞室及隧道围岩断面收敛变形监测领域有成功应用，尤其是基于非量测数码相机的围岩收敛变形数字近景摄影测量技术具有成本低廉，精度较高的优势，近年来得到了快速发展。然而，目前该项技术存在一些典型缺点,首先在固定相机的前提下，系统的测量精度会随着围岩断面跨度的增加而快速下降；其次随着围堰断面跨度的加大，三维控制场的分布体积也不断加大，进而会对工程施工以及测量系统的运输装配等工作效率带来严重影响。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种分段式围岩收敛变形间接测量方法，该方法能将大跨度范围的围岩收敛变形量测量转换成由分段小范围围岩收敛变形量间接求解得到，可大幅降低围岩跨度对在围岩收敛变形近景摄影测量结果精度的影响，并可有效减小三维控制场体积，降低甚至消除对地下工程施工的干扰，提高测量作业效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种分段式围岩收敛变形近景摄影测量方法，该测量方法包括以下步骤：

第一步，在待测围岩断面的左右两侧安装测量点A和测量点B，A-B为测线，其长度设为L，其中测量点采用涂装亮色的圆球，并通过测量锚杆锚入围岩侧壁内；

第二步，在保证不影响到围岩三维控制场布设的前提下，在距离步骤一所述的测量点A和测量点B附近分别安装固定点A’和固定点B’，其中固定点采用涂装亮色的圆球，并通过固定锚杆垂直锚入地下，并且保证固定点A’和固定点B’以及测量点A和测量点B在一条直线上，将步骤一种所述的测线A-B分成测线A-A’、A’-B’以及B’-B三段，其中将A-A’长度设为L₁、A’-B’长度设为L₃以及B’-B长度设为L₂；

第三步，采用数字近景摄影测量技术，在单位时间t间隔内分别获得测线A-B的变化量A-A’、A’-B’及测线B’-B的位移参数数据L₁、L₃及L₂；

第四步，将步骤三中获得的测线A-A’、A’-B’和测线B’-B的位移参数L₁、L₃及L₂，求和得到测线A-B的围岩位移参数L，按照下述基本原理计算，即可完成围岩变形量X的测量；

该测量方法的基本原理为：

任意时刻t，测线A-B的长度L可由测线A-A’的长度L₁，测线A’-B’的长度L₂以及测线B’-B的长度L₃求和得到。

L(t)＝L₁(t)+L₂(t)+L₃(t)      (1-1)

假设围岩收敛变形测量的时间间隔为Δt，测线A-B在t和t+Δt时刻的长度分别为L(t)和L(t+Δt)，则围岩收敛变形量X可由下式计算得出：

X＝L(t)-L(t+Δt)       (1-2)

将式(1-1)带入式(1-2)中可得：

X＝L₁(t)-L₁(t+Δt)+L₂(t)-L₂(t+Δt)+L₃(t)-L₃(t+Δt)＝X₁+X₂+X₃   (1-3)

其中，X₁为L₁的变形量，X₂为L₂的变形量，X₃为L₃的变形量，由式(1-3)可以看出，测线A-B对应的围岩收敛变形量X可由测线A-A’、测线A’-B’以及测线B’-B三段变形量X₁、X₂、X₃求和得出；又由于A’、B’为固定点，其对应距离L₃的变化量X₃为零，这时，式(1-3)简化为：

X＝X₁+X₂      (1-4)

即，围岩变形量X的数值可由X₁和X₂求和得出。