[发明专利]一种针对隧道空间形变的位移检测系统及方法

权利要求书

1.一种针对隧道空间形变的位移检测系统，应用于包括多个隧道顶管和/或隧道盾构片的隧道，其特征在于，该位移检测系统包括若干个应力片、至少一个信号采集器和上位机；所述信号采集器与若干个应力片电连接；所述上位机分别与各个信号采集器进行通信；

所述应力片贴于隧道壁面，用于检测隧道壁面的缝隙的空间变化量；

所述信号采集器用于采集对应连接的应力片的信号以及信号变化量；

所述上位机用于分析隧道发生空间形变的位移量，具体为：

设隧道顶面一边对应的应力片变化值和隧道底面一边对应的应力片变化值分别为△L1、△L2；在发生隧道形变时，△L1的值必然大于△L2的值；已知隧道顶管的长度以及隧道顶管的延长值△L，使用函数计算，即可得知形变量h，同时计算得知各个管片的形变值：h1、h2、h3、h4、h5、h6、……、hn；上位机通过标示出的各个管片的形变值，即可得知在隧道中的某一段位置发生了某一个方向的位置变化，即位移量；

所述应力片的一端固定于隧道内壁面的一个隧道顶管或隧道盾构片上，该应力片的另一端固定于隧道内壁面的与该隧道顶管或该隧道盾构片相邻的另一个隧道顶管或隧道盾构片上；

于同一个隧道横截面或隧道横截环节面上设有至少三个贴于隧道内壁面的应力片；

位于同一个隧道横截面或隧道横截环节面上的各个应力片在隧道内壁面上呈环形均等阵列分布。

2.根据权利要求1所述的针对隧道空间形变的位移检测系统，其特征在于，所述应力片为输出数字信号或模拟信号的应力片。

3.根据权利要求1所述的针对隧道空间形变的位移检测系统，其特征在于，所述应力片为电阻式应力片。

4.一种针对隧道空间形变的位移检测方法，其特征在于，包括：

提供一种针对隧道空间形变的位移检测系统，该位移检测系统包括若干个应力片、至少一个信号采集器，所述信号采集器与若干个应力片电连接；

将应力片贴于隧道壁面，各个应力片跨越相邻隧道顶管之间的缝隙或者相邻隧道盾构片之间的缝隙；

分析隧道发生空间形变的位移量，具体为：

设隧道顶面一边对应的应力片变化值和隧道底面一边对应的应力片变化值分别为△L1、△L2；在发生隧道形变时，△L1的值必然大于△L2的值；已知隧道顶管的长度以及隧道顶管的延长值△L，使用函数计算，即可得知形变量h，同时计算得知各个管片的形变值：h1、h2、h3、h4、h5、h6、……、hn；上位机通过标示出的各个管片的形变值，即可得知在隧道中的某一段位置发生了某一个方向的位置变化，即位移量；

所述应力片的一端固定于隧道内壁面的一个隧道顶管或隧道盾构片上，该应力片的另一端固定于隧道内壁面的与该隧道顶管或该隧道盾构片相邻的另一个隧道顶管或隧道盾构片上；

于同一个隧道横截面或隧道横截环节面上设有至少三个贴于隧道内壁面的应力片；

位于同一个隧道横截面或隧道横截环节面上的各个应力片在隧道内壁面上呈环形均等阵列分布。

5.根据权利要求4所述的针对隧道空间形变的位移检测方法，其特征在于，于同一个隧道横截面或隧道横截环节面上设有四个或者四的整数倍个贴于隧道内壁面的应力片。

6.根据权利要求4所述的针对隧道空间形变的位移检测方法，其特征在于，所述隧道内壁面沿一个隧道长度方向设置有多个应力片，该隧道长度方向的应力片依次相间至少一个隧道顶管或隧道盾构片。

7.根据权利要求4所述的针对隧道空间形变的位移检测方法，其特征在于，所述应力片贴于隧道内壁面。