测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统，该系统由滑块、X方向滑轨、Y方向滑轨、外壳、电涡流传感器、连接板组成；其中：滑块的第一端面与土体接触，滑块的第二端面设置向下延伸的方柱，方柱在预设高度沿X方向设置通孔；Y方向滑轨与外壳固定连接；X方向滑轨穿过方柱的通孔，且X方向滑轨的两端与Y方向滑轨滑动接触；电涡流传感器的一端与方柱接触连接，用于分别测量所述滑块沿X方向、Y方向的位移。本实用新型专利技术提供的系统结构简单，检测操作方便，并且可以适用于不同类型的地下结构体接触面(例如平面、曲面及各种异形面)，精确地测量出沿地下结构的横截面横轴向和纵轴向位移分量。

A system for measuring the relative sliding displacement of soil and underground structure

【技术实现步骤摘要】
测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统
本技术涉及土木工程
，具体地，涉及测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统。
技术介绍
随着我国社会经济的快速发展，对城市地下空间的开发需求越来越大。隧道、地铁工程能大大缓解交通压力，改善出行条件，城市地下综合管廊能高效的利用地下空间，有利于管道的维修和集约化管理，等等。对于地下工程结构特别是地下生命线工程的防灾减灾抗震性能研究具有十分重要的社会和经济意义。地震或其他水平动力作用引起土与地下工程结构产生相对滑移，土与结构接触界面相对滑移量是反映土与地下工程结构相互作用的重要指标，在模拟地震振动台试验和其他相关动力测试中，对土和地下工程结构接触面相对动态滑动位移的测量是深入研究和探索地下结构地震响应机理的重要手段，以此可以了解土与结构接触面的破坏状况和相对动态滑移规律。目前，国外仅有日本学者进行了唯一一次设计，但是它构造复杂，制作要求高，需要在结构模型上开槽，难以在管壁较薄的试验模型结构上实现。国内对土体滑移量测量的类似传感器仅有“土与地下结构接触面土体滑移动态测量传感器(申请号200810032775.1，公开号CN10216366A)”公开了一种利用角位移传感器和滑轮方式测量土与地下结构接触面土体动态滑移的位移传感器。但是，这种方法在实际使用过程中不能保证传感器与地下结构表面保持紧密接触，若传感器底部滑轮脱离接触面则该传感器无法正常工作；另外该方法无法测量除接触面为平面以外的其他情况，如接触面为曲面或其他不规则界面。国内针对地下土体位移测量的相关传感器有“土体内部位移测量装置及其测量方法(申请号201010039640.5，公开号CN101749996A)”，但其仅限于测量土体内部自身的竖向位移，如土体内某一点处的沉降量，不适用于测量土与地下结构接触面切向的相对滑动位移。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统。第一方面，本技术提供一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统，包括：滑块、X方向滑轨、Y方向滑轨、外壳、电涡流传感器、连接板；其中：所述滑块的第一端面与土体接触，所述滑块的第二端面设置向下延伸的方柱，所述方柱在预设高度沿X方向设置通孔；所述Y方向滑轨与所述外壳固定连接；所述X方向滑轨穿过所述方柱的通孔，且所述X方向滑轨的两端与所述Y方向滑轨滑动接触；所述电涡流传感器的一端与所述方柱接触连接，用于分别测量所述滑块沿X方向、Y方向的位移，且所述电涡流传感器的另一端与外壳固定连接；所述外壳设置在所述连接板与滑块之间，用以形成容纳所述X方向滑轨、Y方向滑轨、电涡流传感器的空间。可选地，外壳为柱状中空结构，所述外壳的一端与所述连接板的上端面紧固连接，所述外壳的另一端与所述滑块的第二端面滑动接触。可选地，所述滑块的第一端面上设置有十字形凸起结构，与土体紧密接触。可选地，所述连接板通过螺栓，或者结构胶与地下结构体紧固连接，且所述连接板与地下结构体触面的曲率一致。可选地，所述系统的总重量和总体积的比值等于周围测量土的密度。第二方面，本技术还提供一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的方法，应用第一方面中任一项所述测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统中，所述方法包括：设置所述滑块与被测土体接触连接，设置所述连接板与被测地下结构体紧固连接；其中，所述连接板与被测地下结构体连接方式包括：螺栓连接、胶合连接；通过所述电涡流传感器测量被测土体发生滑移时的电涡流值，所述电涡流值与所述被测土体带动所述滑块发生滑移的位置相关；根据所述电涡流值，换算出所述滑块的位置；根据所述滑块的位置，确定所述被测土体在X、Y两个方向上的滑移量。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：本技术提供了一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统，通过设置滑块、X方向滑轨、Y方向滑轨、外壳、电涡流传感器、连接板；其中：所述滑块的第一端面与土体接触，所述滑块的第二端面设置向下延伸的方柱，方柱在预设高度沿X方向设置通孔；所述Y方向滑轨与所述外壳固定连接；所述X方向滑轨穿过方柱的通孔，且所述X方向滑轨的两端与所述Y方向滑轨滑动接触；所述电涡流传感器的一端与方柱接触连接，用于分别测量所述滑块沿X方向、Y方向的位移，且所述电涡流传感器的另一端与外壳固定连接；所述外壳设置在所述连接板与滑块之间，用以形成容纳所述X方向滑轨、Y方向滑轨、电涡流传感器的空间。本技术传感器提供的系统结构简单，体积小，检测操作方便，量程大，防水性能好，精确度高；本技术传感器总体密度等于周围环境土体密度，确保传感器可以反映并测量土体的真实运动；本技术传感器对被测地下结构体无损伤，不改变地下结构的自身刚度等参数；本技术传感器体积小，即使是埋置于缩尺模型试验的土体中也不会影响土体运动的整体性；本技术传感器适用于不同类型的地下结构接触面(例如平面、曲面及各种异形面)，可以精确地测量出沿地下结构的横截面横轴向和纵轴向位移分量。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术实施例提供的测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统的外部结构示意图；图2为本技术实施例提供的测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统的内部结构示意图。图中：1-滑块；2-X方向滑轨；3-Y方向滑轨；4-外壳；5-电涡流传感器；6-连接板。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。图1为本技术实施例提供的测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统的外部结构示意图，图2为本技术实施例提供的测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统的内部结构示意图。参见图1、图2，本实施例中的系统可以包括：滑块1、X方向滑轨2、Y方向滑轨3、外壳4、电涡流传感器5、连接板6。其中：滑块1的第一端面与土体接触，滑块的第二端面设置向下延伸的方柱，方柱在预设高度沿X方向设置通孔；Y方向滑轨3与外壳4固定连接；X方向滑轨2穿过方柱的通孔，且X方向滑轨的两端与Y方向滑轨滑动接触；电涡流传感器5的一端与方柱接触连接，用于分别测量滑块沿X方向、Y方向的位移，且电涡流传感器5的另一端与外壳4固定连接；外壳4设置在连接板5与滑块1之间，用以形成容纳X方向滑轨2、Y方向滑轨3、电涡流传感器5的空间。在一种可选的实施方式中，外壳4为柱状中空结构，外壳4的一端与连接板6的上端面紧固连接，外壳4的另一端与滑块1的第二端面滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统，其特征在于，包括：滑块(1)、X方向滑轨(2)、Y方向滑轨(3)、外壳(4)、电涡流传感器(5)、连接板(6)；其中：/n所述滑块(1)的第一端面与土体接触，所述滑块的第二端面设置向下延伸的方柱，所述方柱在预设高度沿X方向设置通孔；所述Y方向滑轨(3)与所述外壳(4)固定连接；所述X方向滑轨(2)穿过所述方柱的通孔，且所述X方向滑轨的两端与所述Y方向滑轨滑动接触；所述电涡流传感器(5)的一端与所述方柱接触连接，用于分别测量所述滑块沿X方向、Y方向的位移，且所述电涡流传感器(5)的另一端与外壳(4)固定连接；所述外壳(4)设置在所述连接板(6)与滑块(1)之间，用以形成容纳所述X方向滑轨(2)、Y方向滑轨(3)、电涡流传感器(5)的空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量土与地下结构切向动态相对滑动位移量的系统，其特征在于，包括：滑块(1)、X方向滑轨(2)、Y方向滑轨(3)、外壳(4)、电涡流传感器(5)、连接板(6)；其中：
所述滑块(1)的第一端面与土体接触，所述滑块的第二端面设置向下延伸的方柱，所述方柱在预设高度沿X方向设置通孔；所述Y方向滑轨(3)与所述外壳(4)固定连接；所述X方向滑轨(2)穿过所述方柱的通孔，且所述X方向滑轨的两端与所述Y方向滑轨滑动接触；所述电涡流传感器(5)的一端与所述方柱接触连接，用于分别测量所述滑块沿X方向、Y方向的位移，且所述电涡流传感器(5)的另一端与外壳(4)固定连接；所述外壳(4)设置在所述连接板(6)与滑块(1)之间，用以形成容纳所述X方向滑轨(2)、Y方向滑轨(3)、电涡流传感器(5)的空间。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳峰，焦亮，陈守一，冯少孔，刘泽宇，
申请(专利权)人：上海交通大学，江苏东华测试技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31