[发明专利]一种围岩松动圈扩展过程长期监测系统、结构及方法

权利要求书

1.一种围岩松动圈扩展过程长期监测系统，其特征在于：所述围岩松动圈扩展过程长期监测系统包括多点位移计和分布式光纤，所述多点位移计与围岩松动圈的监测面的切线方向相垂直地埋设入至围岩松动圈直至围岩内，所述分布式光纤也埋设入至围岩松动圈直至围岩内且分布在多点位移计的上下两侧，所述分布式光纤与脉冲光信号发射器、光纤解调分析仪分别连接，所述多点位移计、光纤解调分析仪与数据采集系统相连接，所述数据采集系统与数据分析系统相连接。

2.根据权利要求1所述的围岩松动圈扩展过程长期监测系统，其特征在于：所述分布式光纤与多点位移计之间呈45度布置。

3.根据权利要求1或2所述的围岩松动圈扩展过程长期监测系统，其特征在于：所述分布式光纤设置在分布式光纤埋管内，所述分布式光纤埋管内侧相对位置贴设两条分布式光纤。

4.根据权利要求3所述的围岩松动圈扩展过程长期监测系统，其特征在于：所述分布式光纤埋管采用PVC管。

5.一种围岩松动圈扩展过程长期监测结构，其特征在于：所述围岩松动圈扩展过程长期监测结构包括围岩，所述围岩内具有围岩松动圈，所述围岩松动圈的监测面处设有多点位移计，所述多点位移计与围岩松动圈的监测面的切线方向相垂直地埋设入至围岩松动圈直至围岩内，所述分布式光纤也埋设入至围岩松动圈直至围岩内且分布在多点位移计的上下两侧，所述分布式光纤与脉冲光信号发射器、光纤解调分析仪分别连接，所述多点位移计、光纤解调分析仪与数据采集系统相连接，所述数据采集系统与数据分析系统相连接。

6.根据权利要求5所述的围岩松动圈扩展过程长期监测结构，其特征在于：所述分布式光纤与多点位移计之间呈45度布置。

7.根据权利要求5或6所述的围岩松动圈扩展过程长期监测结构，其特征在于：所述分布式光纤设置在分布式光纤埋管内，所述分布式光纤埋管内侧相对位置贴设两条分布式光纤。

8.根据权利要求7所述的围岩松动圈扩展过程长期监测结构，其特征在于：所述分布式光纤埋管采用PVC管。

9.一种围岩松动圈扩展过程长期监测方法，其特征在于：所述围岩松动圈扩展过程长期监测方法基于权利要求5所述的围岩松动圈扩展过程长期监测结构，并包括：

(1)多点位移计对围岩松动圈深度的判断方法：在多点位移计监测过程中，若相邻两个位移计之间的相对间距较其他监测点之间的间距逐渐加大，判定在此相邻两个位移计之间发生了较多的围岩破碎，围岩松动圈在此相邻两个位移计之间；若多点位移计监测过程中，多点位移计未监测到各监测点发生明显相对变化，则需要以分布式光纤测试方法进一步确定围岩松动圈的深度；

(2)分布式光纤对围岩松动圈深度的判断方法：沿着分布式光纤埋管的变形情况可根据下式计算：

式中：y为埋管变形；ε₁为分布式光纤埋管上表面应变；ε₂为分布式光纤埋管下表面应变；d为两分布式光纤之间的间距，即分布式光纤埋管的直径；dx为分布式光纤采样间隔。