一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法及装置。该方法为：设置N个检测点，第一个检测点设置于水平孔洞外的稳定点处，作为测量基准点，该第一个检测点上设置1个测力计或1个固定端，剩下N

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及路基上拱/下沉测量领域，具体涉及一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，路基上拱一直是困扰交通工程建设的问题，从2015年起高速铁路多个路基段持续发生轨道高程上拱现象，且这些发生上拱现象的路基段膨胀变形仍在发展，其中最为严重段道岔上拱量已超过100mm，严重影响列车的正常运营。此外，高速铁路运行速度高，对线路平顺性要求高，其路基变形要求也更为严格。因此，专利技术一种路基竖向位移测量方法来得到路基的上拱/下沉量是十分有必要的。现有通过向路基水平孔洞内放置测量装置的方法进行路基上拱测量，然而，针对目前路基上拱的测量方法，还存在以下困难：
[0003](1)路基水平孔洞空间狭小(直径<20cm)，不能展开全面的测试。
[0004](2)路基水平孔洞较深(深度>100m)，外部较大的测量仪器不能深入。
[0005](3)路基上拱幅度不大(10～20mm)，测量精度要求较高。
[0006](4)路基水平孔洞内环境复杂(湿度较高等)，直接测量高差有困难。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法及装置。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法，包括以下步骤：
[0009]在路基或岩体内水平开设水平孔洞；
[0010]设置N个检测点，N为正整数，其中，第一个检测点设置于水平孔洞外的稳定点处，作为测量基准点，该第一个检测点上设置1个测力计或1个固定端，剩下N
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1个检测点分散排列设置于水平孔洞内，水平孔内每个检测点上同时设置一个测力计及一个固定端；每个测力计仅与其一个相邻检测点上的固定端组成测量组；
[0011]初始时，用自然长度为L的弹性连接线将一个测力计与一个固定端连接，所述L小于或等于水平孔洞内相邻两检测点的水平距离，拉伸弹性连接线使两个所述测力计之间的距离为水平孔洞内相邻两检测点的距离，记录测力计的初始拉伸读数以及初始拉伸时的弹性连接线长度d1；
[0012]检测时，用所述弹性连接线将同一测量组的测力计与固定端连接，读取每个检测点的测力计读数，结合弹性连接线的弹性模量E，计算出弹性连接线检测时的实时长度d2；由初始长度d1以及实时长度d2，计算得到相邻检测点之间的相对竖向位移；
[0013]以第一个检测点为参照点，依次计算其余N
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1个检测点与第一个检测点之间的竖向位移差，得到水平孔内各个测量点的竖向位移量。
[0014]该路基竖向位移测量方法效率高，操作简单，安全可靠，精度高，成本低，能应用于
铁路路基孔洞上拱/下沉的测量。且该方法不涉及大型仪器，没有难以放入孔洞内的困难，且仪器携带便捷，上手容易，对一些相关工程在交通不便的野外也能使用；该方法对某些环境复杂的孔洞也能适用；该方法测量作业时，只需一人携带仪器即可完成作业，大大节约了人力成本和降低了测量难度；且该方法发生变形即可测量高度变化，选择精度高的测力计，测量高度也就越精确。
[0015]优选的，当L等于水平孔洞内相邻两检测点间的水平距离时，省略初始时步骤，此时，初始拉伸时的弹性连接线长度d1＝L。这样进一步简化了测量步骤。
[0016]本专利技术还提供了一种路基竖向位移测量装置，包括N个检测点、N
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1个测力计、N
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1个固定端以及数据处理单元，所述测力计与数据处理单元通信连接，一个所述检测点设置于水平孔洞外的稳定点处，作为测量基准点，其余所述检测点分散排列设置于水平孔洞内；
[0017]所述测力计、固定端按上述的基于拉力形变的路基竖向位移测量方法设置于各检测点上；检测时，所述数据处理单元接收每个测力计检测时拉伸受力值，并根据测力计拉伸受力值按上述的基于拉力形变的路基竖向位移测量方法得到路基竖向位移量。
[0018]该路基竖向位移测量装置具备上述基于拉力变形的路基竖向位移测量方法的所有优点。
[0019]进一步的，所述测力计上设有力传感器以及无线通讯模块，所述力传感器与无线通讯模块连接，所述无线通讯模块与数据处理单元无线通信连接。
[0020]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022]图1是测力计的布置示意图；
[0023]图2是测力计初始时拉伸图；
[0024]图3是测力计检测时拉伸图。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0027]本专利技术提供了一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法的实施例。该实施例具体包括以下步骤：
[0028]在路基或岩体内水平开设水平孔洞，水平孔洞可在建造路基时就预先开设好，也可后期再在路基上进行开设。
[0029]如图1所示，设置N个检测点，N为正整数，其中，第一个检测点设置于水平孔洞外的稳定点处，作为测量基准点，该第一个检测点上设置1个测力计或1个固定端，剩下N
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1个检测点分散排列设置于水平孔洞内，水平孔洞内每个检测点上同时设置一个测力计及一个固定端；每个测力计仅与其一个相邻检测点上的固定端组成测量组。
[0030]具体地：当第一个检测点上设置测力计时，第n个检测点上的测力计与第n+1个检测点上的固定端组成一个测量组,第N个检测点上设置固定端，n为正整数且0<n<N。
[0031]当第一个检测点上设置固定端时，第n+1个检测点上的测力计与第n个检测点上的固定端成对设置，第N个检测点上设置测力计。
[0032]初始时，如图2所示，在水平孔洞外用自然长度为L的弹性连接线将一个测力计与一个固定端连接，这里的L应该小于水平孔洞内相邻两检测点的水平距离，L为正数，然后拉伸弹性连接线使两测力计之间的距离为水平孔洞内相邻两检测点的距离，使弹性连接线为紧绷状态，此时记录测力计的初始拉伸读数以及初始拉伸时的弹性连接线长度d1。
[0033]需要特别说明的是，当L也可等于水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拉力形变的路基竖向位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在路基或岩体内水平开设水平孔洞；设置N个检测点，N为正整数，其中，第一个检测点设置于水平孔洞外的稳定点处，作为测量基准点，该第一个检测点上设置1个测力计或1个固定端，剩下N
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1个检测点分散排列设置于水平孔洞内，水平孔内每个检测点上同时设置一个测力计及一个固定端；每个测力计仅与其一个相邻检测点上的固定端组成测量组；初始时，用自然长度为L的弹性连接线将一个测力计与一个固定端连接，所述L小于或等于水平孔洞内相邻两检测点的水平距离，拉伸弹性连接线使两个所述测力计之间的距离为水平孔洞内相邻两检测点的距离，记录测力计的初始拉伸读数以及初始拉伸时的弹性连接线长度d1；检测时，用所述弹性连接线将同一测量组的测力计与固定端连接，读取每个检测点的测力计读数，结合弹性连接线的弹性模量E，计算出弹性连接线检测时的实时长度d2；由初始长度d1以及实时长度d2，计算得到相邻检测点之间的相对竖向位移；以第一个检测点为参照点，依次计算其余N
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1个检测点与第一个检测点之间的竖向位移差，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琨鹏，彭家贵，戴俊巍，赵邦渝，李正川，刘贵应，周定祥，曾中林，刘勇，
申请(专利权)人：中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：