[发明专利]钻孔测斜和轴向变形三维共线测量方法

摘要

本发明公开了一种钻孔测斜和轴向变形三维共线测量方法，涉及岩土工程钻孔三维变形的观测。该测量方法通过三维共线测量环与现有测斜仪使用的专用测斜管组成的测量线，在一个钻孔中用测斜仪和滑动变形计分别监测测量孔的横向位移和轴线变形，得到该测量孔的三维变形规律。该三维共线测量环采用扩大现有滑动变形计专用测量环的外径，使该外径与现有测斜仪使用的专用测斜管匹配，并在滑动变形计专用测量环滑槽(1)的底部沿中心线开一个小槽作为测斜仪滑槽(2)。本发明与现有技术相比具有以下优点：在一个测量孔中用测斜仪和滑动变形计进行该测量孔的三维变形监测，以较低成本实现三向变形计功能，给岩体工程变形监测方案布置设计带来方便。

主权项

1、钻孔测斜和轴向变形三维共线测量方法，其特征在于，该方法按下列步骤顺序进行：a、在岩体待测部位钻一测量孔；b、将现有测斜仪使用的专用测斜管截成长度相同的测斜管段，把两个测斜管段的滑槽分别从三维共线测量环的两端与三维共线测量环的测斜仪滑槽对齐，用接头固紧，并送入测量孔；本步骤所述的三维共线测量环为硬质材料制成的圆环，环的内壁有四个均匀分布的两对导向链滑槽(1)，导向链滑槽(1)的宽度与滑动变形计导向链的厚度匹配，各对导向链滑槽(1)的槽底间距与滑动变形计导向链的宽度匹配，导向链可沿三维共线测量环的导向链滑槽(1)定向滑行；四个导向链滑槽(1)形成十字瓣形分布的四个突台(3)，突台(3)的表面为向内窝进的锥面(4)，该锥面(4)与滑动变形计测量头的球面匹配；在每个导向链滑槽(1)的底部沿中心线开测斜仪滑槽(2)，测斜仪滑槽(2)的宽度与测斜仪滑轮的厚度匹配，各对测斜仪滑槽(2)的槽底间距与现有测斜仪使用的专用测斜管相应滑槽的槽底间距相同，测斜仪可沿三维共线测量环的测斜仪滑槽(2)定向通过；c、孔口端处测斜管段的滑槽与另一三维共线测量环的测斜仪滑槽(2)对齐，用接头固紧，继续送入测量孔，测斜管段的长度使得两个三维共线测量环的间距在滑动变形计两个测量头球面间距的变化范围内；d、重复步骤c，直至带有三维共线测量环的测斜管布满钻孔全长；e、然后在孔壁与测斜管之间灌满砂浆，砂浆固结后便形成三维变形共线测量孔；f、设定测斜仪测量点，由孔口至孔底依次编号；g、将测斜仪的滑轮卡入三维变形共线测量孔的一对滑槽；h、将测斜仪先滑至第一测斜仪测量点，固定测斜仪，测取该测斜仪测量点的横向位移量，并记录；i、将测斜仪向下滑至下一个测斜仪测量点，固定测斜仪，测取该测斜仪测量点的横向位移量，并记录；j、重复步骤i，直至测完所有测斜仪测量点；k、将测斜仪退出测量孔；l、将测斜仪的滑轮卡入三维变形共线测量孔的另一对滑槽，重复步骤h～k；至此完成该测量孔的一次横向位移监测；m、将三维共线测量环由孔口至孔底依次编号，每个三维共线测量环为一个滑动变形计测量点；n、将滑动变形计测量头的十字瓣和导向链对准三维共线测量环的滑动变形计滑槽，把滑动变形计送入测量孔；o、使滑动变形计前一测量头滑至第二和第三滑动变形计测量点之间，并将滑动变形计相对于导向链旋转45度，使滑动变形计测量头的十字瓣与三维共线测量环的突台对齐，然后回拉滑动变形计，使得滑动变形计两个测量头的球面分别与第一及第二三维共线测量环的锥面贴紧；p、测取第一和第二滑动变形计测量点轴向位移相对变化量，并记录；q、松开回拉力，使滑动变形计复位，再将滑动变形计相对于导向链反向旋转45度；r、然后将滑动变形前一测量头滑至下两个滑动变形计测量点之间，并将滑动变形计相对于导向链旋转45度，使滑动变形计测量头的十字瓣与三维共线测量环的突台对齐，然后回拉滑动变形计，使得滑动变形计两个测量头的球面分别与三维共线测量环的锥面贴紧；s、测取这两个滑动变形计测量点轴向位移相对变化量，并记录；t、重复步骤q至s，直至测完所有相临两个滑动变形计测量点轴向位移相对变化量，至此完成该测量孔一次轴向变形监测；u、将滑动变形计退出测量孔；v、按设定时间间隔及步骤f设定的测斜仪测量点，采用与步骤f相同的测斜仪测量点编号；重复步骤g至l；w、按步骤m设定的三维共线测量环编号和滑动变形计测量点编号；重复步骤n至u；x、至此完成一次钻孔三维变形监测；y、重复步骤v和w，完成下一次钻孔三维变形监测。z、重复步骤y，直至完成设定的钻孔三维变形监测次数。