[发明专利]一种直贴式岩壁变形激光扫描系统及其使用方法

摘要

本发明公开了一种直贴式岩壁变形激光扫描系统及其使用方法。本发明通过在已开挖的地下硐室岩壁上直接粘贴固定激光距离传感器和反光片，通过微电脑控制，自动扫描位移监测点，存储变形数据，最后将变形数据传输到电脑，通过软件分析，可以快速准确的得出监测点的位移‑时间变化曲线，为围岩稳定性分析评价、监测预警和施工、设计、运营等提供最直观有力的依据。由于安装便捷、不需要进行深部钻孔，所以该设备可以在洞室完成开挖后立即进行变形监测，大大减小了变形损失；另外由于采用自动扫描位移监测点，自动采集存储位移数据，因而受人员影响小，本发明较好的解决了目前位移变形监测技术所面临的难题，且经济实惠，易于操作。

主权项

1.一种直贴式岩壁变形激光扫描系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将直贴式监测仪粘贴于监测断面的围岩上；/nS2、将固定点设置在硐室内的不动点处，将第一发射点和第二发射点分别设置在直贴式监测仪的两端，并在两个发射点分别设置一个激光距离传感器；/nS3、通过激光距离传感器扫描固定点，得到发射点到固定点的距离，并计算发射点的竖向绝对位移和横向绝对位移；/nS4、通过微电脑控制激光距离传感器扫描直贴式监测仪监测点上的反光片，得到发射点到监测点的距离，并通过发射点的竖向绝对位移和横向绝对位移计算监测点的竖向绝对位移和横向绝对位移；/nS5、通过微电脑根据监测点的横向绝对位移和竖向绝对位移对监测点进行变形分析，并得到围岩的稳定性评价及预警；/n所述步骤S3中发射点的竖向绝对位移和横向绝对位移的计算方法为：/nS31、计算发射点A变形前后的竖向绝对位移，计算公式为：/nAE＝AG-EG/n上式中，A为发射点，AE为发射点A变形前后的竖向绝对位移，AG＝CP＝AP·sin∠PAC，其中，CP为变形前固定点P到发射点A所在水平面的距离，AP为变形前发射点A与固定点P之间的距离，∠PAC为变形前发射点A和固定点P之间的连线AP与A所在的水平面之间的夹角，EG＝C'P＝A'P·sin∠PA'C'，其中，C'P为变形后固定点P到发射点A'所在水平面的距离，A'为发射点A变形后的点，A'P为变形后发射点A'与固定点P之间的距离，∠PA'C'为变形后发射点A'和固定点P之间的连线A'P与发射点A'所在的水平面之间的夹角；/nS32、计算发射点A变形前后的横向绝对位移，计算公式为：/nA'E＝AH-A'I/n上式中，A'E为发射点A变形前后的横向绝对位移，AH＝AC·cos∠CAH，AC＝AP·cos∠PAC，其中，∠CAH为变形前AC与AB所在竖直面之间的夹角，AC为变形前发射点A与固定点P在A所在的水平面上的投影C之间的距离，AB为变形前发射点A与监测点B的距离，AP为变形前发射点A与固定点P之间的距离；A'I＝A'C'·cos∠C'A'I，其中，A'C'为变形后A'与P在过A'的水平面上的投影C'之间的距离，∠C'A'I为变形后A'C'与A'B'所在竖直面的夹角，A'C'为变形后发射点A'与固定点P在A'所在的水平面上的投影C'之间的距离，A'B'为变形后发射点A'与监测点B'的距离；/n所述步骤S4中监测点的横向绝对位移和竖向绝对位移的计算方法为：/nS41、计算监测点B变形前后的竖向绝对位移，计算公式为：/nBF＝BD-FD/n上式中，B为监测点，BF为监测点B变形前后的竖向绝对位移，BD＝AB·sin∠BAD，AB为变形前发射点A与监测点B之间的距离，∠BAD为AB与A所在水平面间的夹角，FD＝B'D'-AE，B'D'为A'B'在过B'且垂直于平面A'B'D'的平面上的投影，B'为监测点B变形后的点，D'为在ABB'A'平面上过A'的水平线与过B'的竖直线的交点，AE为发射点A变形前后的竖向绝对位移；/nS42、计算监测点B变形前后的横向绝对位移，计算公式为：/nB'F＝AD-A'D'-A'E/n上式中，B'F为监测点B变形前后的横向绝对位移，AD＝AB·cos∠BAD，A'D'＝A'B'·cos∠B'A'D'，A'B'为变形后发射点A'与监测点B'之间的距离，∠B'A'D'为A'B'与过A'点所在水平面的夹角，A'E为发射点A变形前后的横向绝对位移。/n