[实用新型]一种用于隧道地质力学模型试验中非接触位移测量装置

说明书

本实用新型公开了一种隧道地质力学模型试验中非接触位移测量装置，包括底座，所述底座的一相对边上滑动连接有X轴滑块，位于相对边上的X轴滑块之间滑动连接有Z轴滑块，Z轴滑块上连接有Y轴升降台，所述Y轴升降台上连接有支撑台架，所述支撑台架上转动连接有传动轴，所述传动轴的一端设有位移传感器，所述传动轴的另一端设有角度传感器，所述Z轴滑块的滑动方向为传动轴的长度方向。本实用新型实现了在岩土模型试验中多种隧道模型的快速精密测量，具有自动化、高适应性、非接触的优点。

技术领域

本实用新型属于隧道和地下工程技术领域，具体属于一种用于隧道地质力学模型试验中非接触位移测量装置。

背景技术

隧道地质力学模型试验是以相似原理为基础对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法。常用于地下洞室、高边坡等结构在开挖过程中以及外荷载作用下的变形破坏机理、稳定性分析的研究。隧道地质力学模型可以比较全面真实地模拟复杂的地质构造,发现一些新的力学现象和规律,为建立新的理论和数学模型提供依据。由于地质力学模型材料变形模量比较低,只有在修正刚化影响的基础上才能计算应力,所以变形是主要测量内容。

然而，在隧道地质力学模型试验研究常规的测量方法通常采用的接触式测量，会对变形产生一定的约束，导致测量结果偏小；而且常规测量方法仅仅是对一点进行测量。因此解决隧道地质力学模型试验过程中的围岩位移测量精度低，时效性差，后期处理复杂的问题变得十分重要。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于隧道地质力学模型试验中非接触位移测量装置，解决目前隧道地质力学模型试验中传统测量工具对于围岩位移测量精度低，时效性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于隧道地质力学模型试验中非接触位移测量装置，包括底座，所述底座的一相对边上滑动连接有X轴滑块，位于相对边上的X轴滑块之间滑动连接有Z轴滑块，Z轴滑块上连接有Y轴升降台，所述Y轴升降台上连接有支撑台架，所述支撑台架上转动连接有传动轴，所述传动轴的一端设有位移传感器，所述传动轴的另一端设有角度传感器，所述Z轴滑块的滑动方向为传动轴的长度方向。

进一步的，所述角度传感器和位移传感器还连接有数据采集器，所述数据采集器用于对角度传感器和位移传感器输出的电信号进行采集。

进一步的，所述角度传感器和位移传感器的信号均通过传输线路和数据采集器传输。

进一步的，所述底座的一相对边上设有X轴滑轨，X轴滑轨上滑动连接有X轴滑块，位于相对边上的X轴滑块之间连接有Z轴滑轨，所述Z轴滑轨上滑动连接有Z轴滑块。

进一步的，所述X轴滑轨、Z轴滑轨和Y轴升降台上均设有刻度尺。

进一步的，所述支撑台架包括第一立式挡板和第二立式挡板，所述传动轴通过轴承和第一立式挡板以及第二立式挡板转动连接，所述位移传感器连接传动轴的推进端，所述角度传感器安装在第一立式挡板上。

进一步的，所述支撑台架上还设有减速电机，所述减速电机的输出端连接有第一伞齿轮，所述第一伞齿轮啮合连接有第二伞齿轮，第二伞齿轮和传动轴同轴连接。

进一步的，所述角度传感器为霍尔角度传感器，所述位移传感器为激光位移传感器，所述激光位移传感器发射的激光垂直于Z轴滑块前进的滑动方向。

进一步的，支撑台架和Y轴升降台之间通过调平装置连接，所述调平装置用于调整支撑台架的水平度。

进一步的，所述位移传感器发射的激光与隧道开挖轮廓面的切线垂直。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：