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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及裂隙开度测量领域,具体指有一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置、测量方法。
技术介绍
1、地下硐室是指在地下岩土体中人工开挖或天然存在的作为各种用途的构筑物,按用途分为: 矿山井巷(竖井、斜井、巷道)、交通隧道、水工隧道、地下厂房(仓库)、地下军事工程等。修建地下硐室,必然要进行岩土体开挖。开挖将使工程周围岩土体失去原有的平衡状态,围岩出现裂隙是失去平衡状态的一种表现。
2、现有技术中,测量围岩裂隙开度一般采用手工测量或仪器测量,手工测量即操作人员使用直尺等直接测量其宽度,仪器测量一般是采用具有可变电阻等传感器,通过将仪器的两端放入裂隙中,根据仪器获得的电阻值从而推算出其对应的开度。由于围岩裂隙处于复杂地应力状态、高应力地下涌水等状态下,存在v字形张开、前后滑开、旋转撕裂等多种情况的组合,现有技术只是简单地测量裂隙的表面张开情况,并未考虑到裂隙的具体情况从而计算裂隙的具体开度。
3、针对上述的现有技术存在的问题设计一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置、测量方法是本专利技术研究的目的。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题,本专利技术在于提供一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置、测量方法,能够有效解决上述现有技术存在的至少一个问题。
2、本专利技术的技术方案是:
3、一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,包括:
4、基座,所述基座的中间形成盒体,用于放置待测围岩样品;
5、两个裂隙拟合机构,于所述基座的上端
6、龙门架,设置于所述基座的上方,所述龙门架的行走方向为左右;
7、两个围岩裂隙内壁测量机构,分别被所述龙门架驱动,所述围岩裂隙内壁测量机构包括活动座、形状传感器、连杆,所述活动座活动设置于所述龙门架上,所述活动座的底端延伸至所述弹性条并且与其中一条所述弹性条抵接,所述连杆的中部铰接于所述活动座,所述连杆的底端延伸至所述弹性条下方,所述连杆的底端设置为l形状从而可抵接于所述待测围岩样品的裂隙内壁,所述连杆的顶端与所述形状传感器相抵接,所述围岩裂隙内壁测量机构被所述龙门架驱动的过程中,所述形状传感器通过所述连杆采集所述待测围岩样品相应的裂隙内壁的形状;
8、控制系统,用于根据所述待测围岩样品的两侧裂隙内壁的形状中提取出相似的片段,并根据所述相似的片段的距离计算围岩裂隙开度。
9、进一步地,所述活动座和所述龙门架的前端或后端之间连接有第一弹簧,所述第一弹簧呈拉紧状态,所述围岩裂隙内壁测量机构被所述龙门架驱动的过程中,所述第一弹簧使所述活动座的底端始终抵接于所述弹性条。
10、进一步地,所述活动座的底端在朝向相应的所述弹性条的一侧设置有活动轮。
11、进一步地,所述活动座的底端设置有连杆安装槽,所述连杆的中部铰接于所述连杆安装槽,所述连杆安装槽内设置有第二弹簧,所述第二弹簧使所述连杆的底端具有朝向相应的裂隙内壁运动的趋势。
12、进一步地,所述形状传感器为可调电阻或电子千分表,所述形状传感器固定设置于所述活动座的顶端,所述第二弹簧使所述连杆的顶端具有朝向所述形状传感器的感应端运动的趋势。
13、进一步地,所述基座设置有导向槽,所述活动块的末端设置于所述导向槽内,所述导向槽限制所述活动块的活动方向为前后;
14、所述活动块的远离所述基座的中部的一端设置有定位槽,所述基座设置有螺纹孔,所述活动块通过定位槽、螺纹孔、螺栓的配合锁紧定位其前后位置。
15、进一步地,所述龙门架上方设置有光栅尺,所述光栅尺用于获取所述活动座的前后位置。
16、进一步地,所述活动块朝向所述基座的中部的一端设置有卡接扣,所述弹性条朝向所述活动块的一面设置有卡接槽,所述弹性条通过所述卡接扣和所述卡接槽的配合连接于所述活动块朝向所述基座的中部的一端。
17、进一步地,所述基座在其边角设置有升降机构,所述升降机构驱动所述龙门架上下移动。
18、一种地下硐室围岩裂隙开度测量方法,基于所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,所述测量方法包括以下步骤:
19、将所述待测围岩样品放置于所述基座的中间;
20、调节并定位所述活动块的位置,使所述弹性条拟合所述待测围岩样品的裂隙;
21、控制所述龙门架分别驱动所述围岩裂隙内壁测量机构采集所述待测围岩样品相应的裂隙内壁的形状;
22、根据所述待测围岩样品的两侧裂隙内壁的形状中提取出相似的片段,据所述相似的片段的距离计算围岩裂隙开度。
23、因此,本专利技术提供以下的效果和/或优点:
24、本申请提供的地下硐室围岩裂隙开度测量装置,可以对采样的地下硐室围岩进行开度测量,通过活动块和弹性条拟合出所述围岩样品的裂隙,从而在弹性条处得到裂隙的上端面的大致边缘,再通过围岩裂隙内壁测量机构沿着弹性条的路径进行行走,采集裂隙内壁的起伏变化,通过组合裂隙的上端面的大致边缘和裂隙内壁的精细形状,从而得到裂隙内壁的形状,最后通过提取两侧裂隙的内壁的相似片段,从而可以根据相似片段的位置计算出裂隙的开度。
25、本申请通过连杆、形状传感器、活动座的配合,使连杆可以伸入裂隙内壁内,并且连杆的摆动通过形状传感器的配合转换为裂隙内壁的起伏变化,从而可以对裂隙开度的测量提供相应的采集数据。
26、本申请通过活动块设置卡接扣,弹性条设置卡接槽的配合,利用弹性条具有可柔性弯曲的特征,使卡接扣控制弹性条的曲线路径,给与弹性条足够的形变空间。
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1.一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动座(401)和所述龙门架(3)的前端或后端之间连接有第一弹簧(5),所述第一弹簧(5)呈拉紧状态,所述围岩裂隙内壁测量机构(4)被所述龙门架(3)驱动的过程中,所述第一弹簧(5)使所述活动座(401)的底端始终抵接于所述弹性条(202)。
3.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动座(401)的底端在朝向相应的所述弹性条(202)的一侧设置有活动轮(404)。
4.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动座(401)的底端设置有连杆安装槽(405),所述连杆(403)的中部铰接于所述连杆安装槽(405),所述连杆安装槽(405)内设置有第二弹簧(406),所述第二弹簧(406)使所述连杆(403)的底端具有朝向相应的裂隙内壁运动的趋势。
5.根据权利要求4所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述形状传感器(402)
6.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述基座(1)设置有导向槽(101),所述活动块(201)的末端设置于所述导向槽(101)内,所述导向槽(101)限制所述活动块(201)的活动方向为前后;
7.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述龙门架(3)上方设置有光栅尺(6),所述光栅尺(6)用于获取所述活动座(401)的前后位置。
8.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动块(201)朝向所述基座(1)的中部的一端设置有卡接扣(2013),所述弹性条(202)朝向所述活动块(201)的一面设置有卡接槽(2021),所述弹性条(202)通过所述卡接扣(2013)和所述卡接槽(2021)的配合连接于所述活动块(201)朝向所述基座(1)的中部的一端。
9.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述基座(1)在其边角设置有升降机构(7),所述升降机构(7)驱动所述龙门架(3)上下移动。
10.一种地下硐室围岩裂隙开度测量方法,其特征在于:基于权利要求1-9任意一项所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,所述测量方法包括以下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动座(401)和所述龙门架(3)的前端或后端之间连接有第一弹簧(5),所述第一弹簧(5)呈拉紧状态,所述围岩裂隙内壁测量机构(4)被所述龙门架(3)驱动的过程中,所述第一弹簧(5)使所述活动座(401)的底端始终抵接于所述弹性条(202)。
3.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动座(401)的底端在朝向相应的所述弹性条(202)的一侧设置有活动轮(404)。
4.根据权利要求1所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述活动座(401)的底端设置有连杆安装槽(405),所述连杆(403)的中部铰接于所述连杆安装槽(405),所述连杆安装槽(405)内设置有第二弹簧(406),所述第二弹簧(406)使所述连杆(403)的底端具有朝向相应的裂隙内壁运动的趋势。
5.根据权利要求4所述的一种地下硐室围岩裂隙开度测量装置,其特征在于:所述形状传感器(402)为可调电阻或电子千分表,所述形状传感器(402)固定设置于所述活动座(401)的顶端,所述第二弹簧(406)使所述连杆(403)的顶端具有朝向所述形状传感器(...
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