[发明专利]一种结合表观和内部量测的地层位移量测装置及量测方法

摘要

本发明公开了一种结合表观和内部量测的地层位移量测装置及量测方法，所述的装置包括试验箱、彩色土体、量测系统和隧道开挖模拟装置；试验箱为可视化钢化玻璃箱，试验箱内装有彩色土体；隧道开挖模拟装置包括拉拔仪器、内管和外管；量测系统包括沉降组件、位移传感器、数据采集仪和计算机；本发明通过释放土体位移产生地层损失来模拟隧道开挖，通过在透明的钢化玻璃箱内布设彩色土层实现了不同埋深处地层位移的直接监测。由于本发明通过对试验箱体内部地层位移的量测，得到了外管拉拔过程中各测点的位移随进尺的关系，进而确定了各测点位移与外管左端所在位置的函数关系，利用该函数关系可实现箱体边缘的彩色土层位移可能的后续发展的初步预测。

主权项

一种结合表观和内部量测的地层位移量测装置，其特征在于：包括试验箱(1)、彩色土体(6)、量测系统和隧道开挖模拟装置；所述的试验箱(1)为可视化钢化玻璃箱，玻璃箱带底并敞口，且在相对的两壁面上预制孔洞，在壁面外侧孔洞的周边外设置“凹”形不锈钢滑槽，用于安装玻璃挡板；所述的试验箱(1)的四壁有精密刻度的尺寸线(2)；所述的试验箱内装有彩色土体(6)，彩色土体(6)的表层低于试验箱的开口面；所述的彩色土体(6)分层填筑于试验箱(1)内，作为土层位移沉降曲线监测的参考标志；所述的隧道开挖模拟装置包括拉拔仪器、内管(4)和外管(3)；所述的内管(4)模拟隧道的砌衬，外管(3)模拟盾构机的盾壳；所述的内管(4)和外管(3)嵌套在一起，水平安装在试验箱的孔洞中；所述的内管(4)和外管(3)之间留有空隙，两端用泡沫环密封；所述的内管(4)贯穿箱体，左端与试验箱(1)上的玻璃挡板紧接，右端伸出试验箱外；所述的外管(3)左端距试验箱左壁10‑30cm，右端伸出试验箱外20cm；外管(3)右端伸出部分沿环向均布圆孔，所述的拉拔仪器通过绳索连接到外管(3)的圆孔上；所述的外管(3)外侧沿轴向有刻度标记；所述的量测系统包括沉降组件、位移传感器(7)、数据采集仪(8)和计算机(9)；所述的沉降组件有多个，分别位于外管(3)以上、彩色土体表层(5)以下的彩色土体(6)中，所述的沉降组件的上端与位移传感器(7)连接；所述的位移传感器(7)布置在彩色土体表层(5)上；所述的位移传感器(7)通过数据线与数据采集仪(8)连接，所述的数据采集仪(8)与计算机(9)连接。