监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种涉及岩土工程【技术领域】的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，包括：导管主体，导管主体上设有轴向通孔，导管主体上设有侧部凹槽，导管主体上设置有孔洞组；孔洞组包括若干个导管侧孔；光纤应力应变测量系统固定设置于相应的侧部凹槽中；孔隙水压力计和温度计插入于相应的导管侧孔中，且与导管侧孔固定连接，压力温度测量导线设置于轴向通孔中，孔隙水压力计和温度计分别与压力温度测量导线的一端连接；保护套筒设有中空内腔，导管主体插入于保护套筒的中空内腔中，保护套筒上设有套管侧孔，孔隙水压力计和温度计穿入于相应的所述套管侧孔中。本发明将多个装置布置在一个导管主体上，应用范围广。
【专利说明】监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土工程【技术领域】，特别是涉及一种监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件。
【背景技术】
[0002]随着我国岩土体工程的大规模建设，研究岩土体压力、变形状态、岩土体内部的水产生的压力及岩土体内部的温度是非常重要的。同步、实时获得岩土体压力、变形状态、岩土体内部的水产生的压力及岩土体内部的温度信息对岩土体工程，尤其在隧道工程及基坑工程等领域的施工中极为重要。同步、实时的岩土体压力、岩土体变形量、岩土体内部的水产生的压力及岩土体内部的温度信息能够为塌方等事故提供预警，为安全施工提供保证。
[0003]现有的技术条件下，岩土体压力、岩土体变形量、岩土体内部的水产生的压力及岩土体内部的温度这些指标的测量往往需要采用不同的仪器单独进行，不仅测点多、测试工作量大，且较难获得能够综合反映岩土体变形、应力及赋水状态等的同步、实时信息。
[0004]如何设计一种简单实用的结构，能够同时采集岩土体压力和/或变形量状态，以及岩土体内部的水产生的压力和岩土体内部的温度信息是本领域技术人员需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明解决的技术问题在于提供一种简单实用、能够同时测量岩土体压力和/或岩土体变形量，以及岩土体内部的水产生的压力和岩土体内部的温度的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，包括:导管主体，所述导管主体为圆柱形，所述导管主体上设有与所述导管主体同轴的轴向通孔，所述导管主体的外圆周面上沿径向均匀设置有至少两个侧部凹槽，所述导管主体的外圆周面上沿径向均匀设置有至少两个孔洞组；所述孔洞组包括若干个沿所述导管主体的轴向依次排列的导管侧孔，所述导管侧孔连通至所述轴向通孔；光纤应力应变测量系统，包括传输光纤、以及若干个光纤应力计和/或若干个光纤应变计，所述传输光纤、以及所述光纤应力计和/或所述光纤应变计均固定设置于相应的所述侧部凹槽中，所述光纤应力计和/或所述光纤应变计通过所述传输光纤串联连接；压力温度测量系统，包括若干个孔隙水压力计、若干个温度计和压力温度测量导线，所述孔隙水压力计和所述温度计分别插入于相应的所述导管侧孔中，且与所述导管侧孔固定连接，所述压力温度测量导线设置于所述轴向通孔中，所述孔隙水压力计和所述温度计分别与所述压力温度测量导线的一端连接；保护套筒，所述保护套筒为设有中空内腔的圆柱体，且所述保护套筒的前端设有开口，所述导管主体插入于所述保护套筒的中空内腔中，所述保护套筒的外圆周面上设有与所述导管侧孔相应的套管侧孔，所述套管侧孔连通至所述保护套筒的中空内腔中，所述孔隙水压力计和所述温度计分别穿入于相应的所述套管侧孔中。
[0007]优选地，所述导管主体两端分别为管体前端和管体后端，所述导管主体的管体前端和管体后端的外表面上分别设有前端环形凹槽和后端环形凹槽，所述前端环形凹槽和所述后端环形凹槽的中轴线均与所述导管主体的中轴线共线，所述前端环形凹槽和所述后端环形凹槽分别延伸至所述导管主体的管体前端和管体后端的端面；所述传输光纤包括至少两个直线型光纤部和至少一个弧线型光纤部，至少两个所述直线型光纤部通过相应的所述弧线型光纤部依次串联连接，所述直线型光纤部固定设置于相应的所述侧部凹槽中；当所述弧线型光纤部为一个时，所述弧线型光纤部固定设置于所述后端环形凹槽中；当所述弧线型光纤部大于等于两个时，所述弧线型光纤部固定设置于所述前端环形凹槽和所述后端环形凹槽中；所述光纤应力计和/或所述光纤应变计串接于所述直线型光纤部上。
[0008]进一步地，所述压力温度测量导线的另一端穿出所述导管主体的管体前端，所述导管主体的管体后端为密封设计。
[0009]优选地，所述传输光纤固定设置于所述侧部凹槽的槽底面上。
[0010]优选地，所述光纤应力计和/或所述光纤应变计处于所述侧部凹槽内部。
[0011]优选地，所述孔隙水压力计的靠近所述保护套筒的面上的最外侧的端点与所述保护套筒的中轴线之间的垂直距离等于所述保护套筒的外圆周面的半径；所述温度计的靠近所述保护套筒的面上的最外侧的端点与所述保护套筒的中轴线之间的垂直距离等于所述保护套筒的外侧面的半径。
[0012]优选地，相邻的两个所述侧部凹槽之间设置至少一个所述孔洞组。
[0013]优选地，所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件还包括:数据采集器，所述数据采集器与所述压力温度测量导线连接；所述光纤应力应变测量系统还包括光纤接线，所述传输光纤通过所述光纤接线与所述数据采集器连接。
[0014]如上所述，本发明所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，具有以下有益效果:
[0015](I)本发明的导管主体上设置光纤应力计和/或光纤应变计，以及孔隙水压力计和温度计，光纤应力计、光纤应变计、孔隙水压力计和温度计能够分别测量侧部凹槽的槽底面沿导管轴向的应力、侧部凹槽的槽底面沿导管轴向的应变量、岩土体内部水压力和岩土体温度；这些同步得到的数据分别能够实时反映出岩土体应力、变形的发展变化状态及趋势、以及岩土体内部赋水状态及发展趋势和岩土体温度情况，为判别工程施工过程中岩土体的安全状态提供关键参数；
[0016](2)本发明将光纤应力计和/或光纤应变计，以及孔隙水压力计和温度计布置在一个导管主体上，能够实现多参数同步测试预警岩土体内部的情况，省去了将这些装置分别钻孔、埋设的工作；
[0017](3)本发明的导管组件的埋设方法与普通小导管埋设几乎相同，操作简单，可重复利用；
[0018](4)本发明的导管组件应用范围广，可应用于隧道工程中的超前地下水预报及塌方监测预警、以及基坑工程中的地下水与地层变形监测预警等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件没有设置保护套筒的结构示意图。
[0020]图2显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的导管主体的主视结构示意图。
[0021]图3显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的导管主体的俯视结构示意图。
[0022]图4显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的导管主体插入于保护套筒中的侧视结构示意图。
[0023]图5显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的孔隙水压力计和温度计与压力温度测量导线连接的结构示意图。
[0024]图6显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的传输光纤的结构示意图。
[0025]图7显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件的保护套筒的结构示意图。
[0026]图8显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件应用于隧道工程的示意图。
[0027]图9显示为本发明的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件应用于基坑工程的示意图。
[0028]附图标号说明
[0029]100导管主体
[0030]110轴向通孔
[0031]120侧部凹槽
[0032]121槽底面
[0033]130孔洞组
[0034]131导管侧孔
[0035]141前端环形凹槽
[0036]142后端环形凹槽
[0037]200光纤应力应变测量系统
[0038]210传输光纤
[0039]211直线型光纤部
[0040]2111起始直光纤
[0041]2112第一中间直光纤
[0042]2113第二中间直光纤
[0043]2114终结直光纤
[0044]212弧线型光纤部
[0045]220光纤应力计
[0046]230光纤应变计
[0047]240光纤接线
[0048]300压力温度测量系统
[0049]310孔隙水压力计
[0050]311孔隙水压力计的靠近保护套筒的面
[0051]320温度计
[0052]321孔隙水压力计的靠近保护套筒的面
[0053]330压力温度测量导线
[0054]400数据采集器
[0055]500保护套筒
[0056]510开口
[0057]520套管侧孔
[0058]530密封端面
[0059]20隧道
[0060]21隧道掌子面
[0061]22隧道的岩土体
[0062]30基坑
[0063]31基坑周边的岩土体
【具体实施方式】
[0064]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0065]请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0066]如图1、图2、图4和图7所示，本实施例的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件包括:导管主体100、光纤应力应变测量系统200、压力温度测量系统300和保护套筒500 ；
[0067]导管主体100，导管主体100为圆柱形，导管主体100两端分别为管体前端和管体后端，导管主体100上设有轴向通孔110，轴向通孔110的中轴线与导管主体100的中轴线共线，该轴向通孔110延伸至管体前端，管体后端为密封设计；
[0068]导管主体100的外圆周面上沿径向均匀设置有至少两个侧部凹槽120，导管主体100的外圆周面上沿径向均匀设置有至少两个孔洞组130 ；
[0069]孔洞组130包括若干个沿导管主体100的轴向依次排列的导管侧孔131，导管侧孔131连通至轴向通孔110。
[0070]光纤应力应变测量系统200，包括传输光纤210、以及若干个光纤应力计220和/或若干个光纤应变计230，传输光纤210、以及若干个光纤应力计220和/或若干个光纤应变计230均固定设置于相应的所述侧部凹槽120中，若干个光纤应力计220和/或若干个光纤应变计230通过传输光纤210串联连接；传输光纤210固定设置于侧部凹槽120的槽底面121上；
[0071]本实施例中，传输光纤210涂上胶水固定设置于相应的侧部凹槽120中。
[0072]压力温度测量系统300包括若干个孔隙水压力计310、若干个温度计320和压力温度测量导线330，孔隙水压力计310和温度计320分别插入于相应的导管侧孔131中，且与导管侧孔131固定连接，压力温度测量导线330设置于轴向通孔110中，每个孔隙水压力计310与压力温度测量导线330的一端连接，每个温度计320与压力温度测量导线330的一端连接。
[0073]保护套筒500为设有中空内腔的圆柱体，且保护套筒500的前端设有开口 510，导管主体100插入于保护套筒500的中空内腔中，保护套筒500的外圆周面上设有与导管侧孔131相应的套管侧孔520，套管侧孔520连通至所述保护套筒500的中空内腔中，孔隙水压力计310穿入于相应的套管侧孔520中，温度计320穿入于相应的套管侧孔520中。
[0074]导管主体100的侧部凹槽120放置光纤应力应变测量系统200，传输光纤210固定设置于导管主体100的相应的侧部凹槽120中，光纤应力计220和/或光纤应变计230通过传输光纤210串联连接，光纤应力计220和/或光纤应变计230沿导管轴向固定于侧部凹槽120的槽底面121上；导管侧孔131用于放置孔隙水压力计310和温度计320，孔隙水压力计310和温度计320均依次穿入相应的导管侧孔131和套管侧孔520，且与导管侧孔131固定连接，轴向通孔110是放置压力温度测量导线330的通道。
[0075]导管主体100插入于保护套筒500的中空内腔中，保护套筒500用于保护导管主体100的内部结构。
[0076]光纤应力计220用于测量导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121的应力，光纤应变计230用于测量导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121的应变量，通过获得导管主体100侧部凹槽底面121的应力及应变，可以计算获得导管主体100沿轴向的三维内力分布，进而反映出岩土体内部的变形状态及发展趋势。孔隙水压力计310用于测量岩土体内部水压力，岩土体内部水压力反映出岩土体内部的水产生的压力。温度计320用于测量岩土体温度，岩土体温度反映出岩土体内部的温度。
[0077]本发明将光纤应力计220、光纤应变计230、孔隙水压力计310和温度计320布置在一个导管主体100上，省去了将这些装置分别钻孔、埋设的工作；本发明的导管组件的埋设与普通小导管埋设几乎相同，操作简单，可重复利用。
[0078]本实施例中，侧部凹槽120的数量为四个，孔洞组130的数量为四个，每个孔洞组130中导管侧孔131的数量为三个，导管侧孔131的总数量为十二个。
[0079]本实施例中，孔隙水压力计310和温度计320的总数量与导管侧孔131的总数量相应，导管侧孔131的总数量为十二个，每个导管侧孔131固定设置相应的孔隙水压力计310或者温度计320。在导管主体100的同一径向截面上孔隙水压力计310和温度计320的总数量为四个，实现在同一径向截面上多角度测量。
[0080]如图1、图3和图6所示，导管主体100的管体前端和管体后端的外表面上分别设有前端环形凹槽141和后端环形凹槽142，前端环形凹槽141和后端环形凹槽142的中轴线均与导管主体100的中轴线共线，前端环形凹槽141和后端环形凹槽142分别延伸至导管主体100的管体前端和管体后端的端面；传输光纤210包括至少两个直线型光纤部211和至少一个弧线型光纤部212，至少两个直线型光纤部211通过相应的弧线型光纤部212依次串联连接；直线型光纤部211固定设置于相应的侧部凹槽120中，当所述弧线型光纤部212为一个时，所述弧线型光纤部212固定设置于所述后端环形凹槽142中；当所述弧线型光纤部212大于等于两个时，所述弧线型光纤部212固定设置于所述前端环形凹槽141和所述后端环形凹槽142中；所述光纤应力计220和/或所述光纤应变计230串接于所述直线型光纤部211上。
[0081]本发明的侧部凹槽120、光纤应力计220、光纤应变计230、孔隙水压力计310和温度计320的数目和位置可根据实际情况确定，以满足工程实际应用。
[0082]本实施例中，直线型光纤部211的数量与侧部凹槽120的数量相等，直线型光纤部211的数量为四个，四个直线型光纤部211分别为依次为起始直光纤2111、第一中间直光纤2112、第二中间直光纤2113和终结直光纤2114，弧线型光纤部212的数量为三个，起始直光纤2111的后端和第一中间直光纤2112的后端、第一中间直光纤2112的前端和第二中间直光纤2113的前端、第二中间直光纤2113的后端和终结直光纤2114的后端均通过相应的弧线型光纤部212连接，使起始直光纤2111、第一中间直光纤2112、第二中间直光纤2113和终结直光纤2114依次串联连接。
[0083]三个弧线型光纤部212中的其中两个弧线型光纤部212处于后端环形凹槽142中，三个弧线型光纤部212中的另一个弧线型光纤部212处于前端环形凹槽141中。弧线型光纤部212的长圆弧线2121的圆心与导管主体100的圆心同心。
[0084]本实施例中，光纤应力应变测量系统200，包括传输光纤210、光纤应力计220和光纤应变计230，光纤应力计220和光纤应变计230通过传输光纤210串联连接；传输光纤210固定设置于侧部凹槽120的槽底面121上；四个直线型光纤部211上设置的光纤应力计220和光纤应变计230的总数量为十六个，每个直线型光纤部211上设置的光纤应力计220和光纤应变计230的总数量为四个。
[0085]直线型光纤部211、光纤应力计220和光纤应变计230设置于侧部凹槽120中，三个弧线型光纤部212分别设置于相应的前端环形凹槽141和后端环形凹槽142中，使整个传输光纤210卡在导管主体100上，防止传输光纤210移动。在导管主体100的同一径向截面上光纤应力计220和光纤应变计230的总数量为四个，实现在同一径向截面上多角度测量。
[0086]如图1和图7所示，压力温度测量导线330的另一端穿出导管主体100的管体前端。保护套筒500包括套筒底壁和围绕在套筒底壁周边并由此向下延伸的套筒侧壁，保护套筒500的前端设有开口 510。
[0087]导管主体100的管体后端从保护套筒500的前端的开口 510插入于保护套筒500的中空内腔中，导管主体100的管体前端与保护套筒500的前端相应，压力温度测量导线330的另一端依次穿出导管主体100的管体前端和保护套筒500的开口 510，与数据采集器400连接。导管主体100的管体后端为密封设计，该密封设计为导管主体100的管体后端为密封端面530，密封端面530用于防止岩土体中的地下水和岩土颗粒从导管主体100的管体后端进入导管主体100的轴向通孔110中。
[0088]如图1、图4、图5和图7所示，孔隙水压力计310的靠近保护套筒500的面311上的最外侧的端点与保护套筒500的中轴线之间的垂直距离等于保护套筒500的外侧面的半径。温度计320的靠近保护套筒500的面321上的最外侧的端点与保护套筒500的中轴线之间的垂直距离等于保护套筒500的外侧面的半径。
[0089]孔隙水压力计310和温度计320均不穿出保护套筒500的套管侧孔520，该结构使孔隙水压力计310和温度计320既能够测量岩土体内部水压力和岩土体温度，又不会被岩土体碰擦，避免造成孔隙水压力计310和温度计320的损坏。
[0090]如图1和图2所示，相邻的两个侧部凹槽120之间设置至少一个孔洞组130。孔洞组130设置于导管主体100的外圆周面上的没有设置侧部凹槽120的部分，本实施例中，相邻的两个侧部凹槽120之间设置一个孔洞组130，使相邻两个孔洞组130分隔一定的距离，由于本实施例中孔洞组130为四个，且四个孔洞组130均匀布置于导管主体100上，相邻两个孔洞组130之间的夹角为90度，该角度使插入于孔洞组130的导管侧孔131中设置的孔隙水压力计310和温度计320分布均匀，不易碰擦，保证了测量的正常进行。
[0091]如图1和图6所示，监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件还包括:数据采集器400，数据采集器400与压力温度测量导线330连接；光纤应力应变测量系统200还包括光纤接线240，传输光纤210通过所述光纤接线240与数据采集器400连接。
[0092]孔隙水压力计310和温度计320通过压力温度测量导线330与数据采集器400连接，传输光纤210与数据采集器400连接，数据采集器400连续、及时地收集侧部凹槽120的槽底面121的应力和/或侧部凹槽120的槽底面121的应变量，以及岩土体内部水压力和岩土体温度数据。
[0093]如图1、图7和图8所示，将本发明应用于隧道工程中，隧道工程施工中，将本发明的导管主体100插入于保护套筒500中，导管主体100上安装有光纤应力应变测量系统200和压力温度测量系统300，带有保护套筒500的导管主体100从隧道20的隧道掌子面21，插入于隧道的岩土体22中，本发明可预先测量掌子面前方岩土体内部的赋水状态及温度，并在隧道掌子面开挖过程中，实时监测岩土体的变形及发展状态，为评估预测岩土体的安全状态提供依据。
[0094]如图1、图7和图9所示，将本发明应用于基坑工程中，将本发明的导管主体100插入于保护套筒500中，导管主体100上安装有光纤应力应变测量系统200和压力温度测量系统300，带有保护套筒500的导管主体100插入于处于基坑周边的岩土体31中。在基坑30开挖过程中，本发明可测量基坑周边岩土体内部的赋水状态及温度，并在基坑30开挖过程中，实时监测岩土体的变形及发展状态，为评估预测基坑周边的岩土体31的安全状态提供依据。
[0095]本发明是利用光纤信号采集、传输和处理技术，结合岩土体工程施工现场条件，能够连续采集导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121的应力、导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121的应变量、岩土体内部水压力和岩土体温度数据变化信息的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，能及时获得导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121的应力、导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121的应变量、岩土体内部水压力和岩土体温度数据变化规律的综合信息。本发明能够得到该多参数同步测试预警导管组件三维方向的应力及应变分布，通过反分析得到岩土体的应力、变形规律，还能够得到岩土体内孔隙水压力及温度变化信息，并将这些信息转化成光纤信号，根据光纤信号对岩土体的变形、应变状态、孔隙水压力及温度变化进行连续稳定地监测，从而得到岩土体周围的地质情况，对岩土体的稳定性及安全性进行判断及预报，最终对岩土工程施工安全可能存在的危险性进行及时预警。
[0096]如图1、图4、和图7所示，本发明的光纤应力计220、光纤应变计230和传输光纤210布置在导管主体100的侧部凹槽120的槽底面121内，当岩土体发生变形或者压力增大时，导管主体100的受力情况和变形情况也随着改变，光纤应力计220和光纤应变计230分别获取导管主体100的受力和变形信息，最终通过反分析计算，得到岩土体的应力和变形信息。
[0097]孔隙水压力计310和温度计320分别设置于导管主体100的导管侧孔131中，保护套筒500上设置有与导管主体100的导管侧孔131的位置相对应的套管侧孔520，孔隙水压力计310和温度计320均穿过导管侧孔131，且均穿入套管侧孔520，该结构使孔隙水压力计310和温度计320与岩土体之间没有阻隔，孔隙水压力计310和温度计320分别通过相应的压力温度测量导线330与外部数据采集器400连接。孔隙水压力计310和温度计320与岩土体接触后，孔隙水压力计310和温度计320分别测量岩土体内部水压力和岩土体温度数据，且该数据通过温度测量导线330传输给处于导管主体100外部的数据采集器400 ；
[0098]本发明埋设简单，可重复利用，应用范围广，可对岩土体的稳定性及安全性进行判断及预报。
[0099]综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0100]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于，包括: 导管主体(100)，所述导管主体(100)为圆柱形，所述导管主体(100)上设有与所述导管主体(100)同轴的轴向通孔(110)，所述导管主体(100)的外圆周面上沿径向均匀设置有至少两个侧部凹槽(120)，所述导管主体(100)的外圆周面上沿径向均匀设置有至少两个孔洞组(130)； 所述孔洞组(130)包括若干个沿所述导管主体(100)的轴向依次排列的导管侧孔(131)，所述导管侧孔(131)连通至所述轴向通孔(110)； 光纤应力应变测量系统(200)，包括传输光纤(210)、以及若干个光纤应力计(220)和/或若干个光纤应变计(230)，所述传输光纤(210)、以及所述光纤应力计(220)和/或所述光纤应变计(230)均固定设置于相应的所述侧部凹槽(120)中，所述光纤应力计(220)和/或所述光纤应变计(230)通过所述传输光纤(210)串联连接； 压力温度测量系统(300)，包括若干个孔隙水压力计(310)、若干个温度计(320)和压力温度测量导线(330)，所述孔隙水压力计(310)和所述温度计(320)分别插入于相应的所述导管侧孔(131)中，且与所述导管侧孔(131)固定连接，所述压力温度测量导线(330)设置于所述轴向通孔(110)中，所述孔隙水压力计(310)和所述温度计(320)分别与所述压力温度测量导线(330)的一端连接； 保护套筒(500)，所述保护套筒(500)为设有中空内腔的圆柱体，且所述保护套筒(500)的前端设有开口(510)，所述导管主体(100)插入于所述保护套筒(500)的中空内腔中，所述保护套筒(500)的外圆周面上设有与所述导管侧孔(131)相应的套管侧孔(520)，所述套管侧孔(520)连通至所述保护套筒(500)的中空内腔中，所述孔隙水压力计(310)和所述温度计(320)分别穿入于相应的所述套管侧孔(520)中。
2.根据权利要求1所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于: 所述导管主体(100)两端分别为管体前端和管体后端,所述导管主体(100)的管体前端和管体后端的外表面上分别设有前端环形凹槽(141)和后端环形凹槽(142)，所述前端环形凹槽(141)和所述后端环形凹槽(142)的中轴线均与所述导管主体(100)的中轴线共线，所述前端环形凹槽(141)和所述后端环形凹槽(142)分别延伸至所述导管主体(100)的管体前端和管体后端的端面； 所述传输光纤(210)包括至少两个直线型光纤部(211)和至少一个弧线型光纤部(212)，至少两个所述直线型光纤部(211)通过相应的所述弧线型光纤部(212)依次串联连接，所述直线型光纤部(211)固定设置于相应的所述侧部凹槽(120)中；当所述弧线型光纤部(212)为一个时，所述弧线型光纤部(212)固定设置于所述后端环形凹槽(142)中；当所述弧线型光纤部(212)大于等于两个时，所述弧线型光纤部(212)固定设置于所述前端环形凹槽(141)和所述后端环形凹槽(142)中；所述光纤应力计(220)和/或所述光纤应变计(230)串接于所述直线型光纤部(211)上。
3.根据权利要求2所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于:所述压力温度测量导线(330)的另一端穿出所述导管主体(100)的管体前端，所述导管主体(100)的管体后端为密封设计。
4.根据权利要求1所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于:所述传输光纤(210)固定设置于所述侧部凹槽(120)的槽底面(121)上。
5.根据权利要求1所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于:所述光纤应力计(220)和/或所述光纤应变计(230)处于所述侧部凹槽(120)内部。
6.根据权利要求1所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于: 所述孔隙水压力计(310)的靠近所述保护套筒(500)的面(311)上的最外侧的端点与所述保护套筒(500)的中轴线之间的垂直距离等于所述保护套筒(500)的外圆周面的半径; 所述温度计(320)的靠近所述保护套筒(500)的面(321)上的最外侧的端点与所述保护套筒(500)的中轴线之间的垂直距离等于所述保护套筒(500)的外侧面的半径。
7.根据权利要求1所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于:相邻的两个所述侧部凹槽(120)之间设置至少一个所述孔洞组(130)。
8.根据权利要求1所述的监测预警岩土体赋水及安全状态的导管组件，其特征在于: 还包括:数据采集器(400)，所述数据采集器(400)与所述压力温度测量导线(330)连接；所述光纤应力应变测量系统(200)还包括光纤接线(240)，所述传输光纤(210)通过所述光纤接线(240)与所述数据采集器(400)连接。
【文档编号】G01L19/00GK104280166SQ201410491091
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】闫治国, 朱合华, 丁文其, 杨成 申请人:同济大学