[发明专利]获取矩形隧道节段间接缝水平变形量和差异沉降量的方法

说明书

本发明涉及一种获取矩形隧道节段间接缝水平变形量和差异沉降量的方法，通过使第一位移计以始终垂直于接缝的方式连接在两个矩形隧道节段上，第一位移计的测量值即为两个矩形隧道节段在垂直于接缝的方向上的实际距离变化，也即实际接缝水平变形量。由此，第一位移计能够准确的测量出接缝水平变形量。进一步，结合相对于接缝倾斜地连接在两个矩形隧道节段上并且能够适应于两个矩形隧道节段的相对运动的第二位移计的设置，可根据接缝水平变形量以及第二位移计测得的位移量，通过几何数学模型计算获得两个矩形隧道节段之间的差异沉降量。综上，通过两个位移计即可同时准确地获得接缝水平变形量和差异沉降量，整体成本明显降低。

技术领域

本发明涉及一种获取矩形隧道节段间接缝水平变形量和差异沉降量的方法。

背景技术

隧道通常是由多组矩形节段预制拼装或现浇连接形成的埋设于地下的构筑物，其内部可以为行人、车辆和管线等提供通行和运输空间。然而，在百年的设计基准期内，隧道结构由于受到地基不均匀沉降、长期承受动荷载、混凝土收缩与徐变等因素的影响，往往会发生较大变形，从而增大隧道重大灾害发生的风险。而两个矩形隧道节段之间的接缝变形可以直观反映隧道结构的变形情况，因此，工程中通常对接缝变形进行实时监测，以直观反映隧道结构的状况，从而避免重大灾害的发生。

目前，接缝变形的测量多依赖于人工手动测量和单个位移计测量的方法。其中，人工手动测量误差大，数据准确性低，参考意义不大；而单个位移计测量的方法是指采用单个位移计垂直于接缝放置，位移计中包含万向节，即位移计自身可转动，位移计的两端分别固定在相邻两个矩形隧道节段上，如两个矩形隧道节段之间产生的相对移动中包含平行于接缝方向的相对移动(称为差异沉降)，则位移计不仅会伸缩，还会进行转动来适应差异沉降，由此，位移计的实际数值变化是差异沉降与接缝水平变形(垂直于接缝的方向的变形)的位移叠加，如此导致位移计所测得的接缝水平变形量的准确度不高。此外，差异沉降量通常使用水准仪单独进行测量，但水准仪昂贵，价格远高于位移计。

由此，现有方法存在接缝水平变形量的测量不准确以及差异沉降量的测量成本高的问题，亟需一种能够准确且低成本的获取矩形隧道节段间接缝水平变形量和差异沉降量的方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种能够准确且低成本的获取矩形隧道节段间接缝水平变形量和差异沉降量的方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种获取矩形隧道节段间接缝水平变形量和差异沉降量的方法，第一位移计和第二位移计跨设在两个矩形隧道节段之间的接缝上，其中，第一位移计为直线式位移计(直线式位移计为不含万向节等可转动部件的位移计，此种位移计只能适应于其两端沿其长度方向的相对移动)，并且第一位移计以始终垂直于接缝的方式连接在两个矩形隧道节段上，第二位移计相对于接缝倾斜地连接在两个矩形隧道节段上，并且能够适应于两个矩形隧道节段的相对运动；第一位移计测得的位移值为两个矩形隧道节段之间的接缝水平变形量，根据接缝水平变形量和第二位移计测得的位移量，通过几何数学模型，计算获得两个矩形隧道节段之间的差异沉降量。

根据本发明，通过如下公式获得差异沉降量：

其中，Δy为差异沉降量，l为第二位移计的初始长度，Δl为第二位移计测得的位移量，Δx为接缝水平变形量，θ为初始夹角值。

根据本发明，第一位移计和第二位移计位于两个矩形隧道节段的同侧。

根据本发明，第一位移计和第二位移计交叉设置。

根据本发明，第一位移计和第二位移计还设置为：第一位移计沿长度方向的中心与第二位移计沿长度方向的中心对齐。