一种裂缝三维状态变化监测方法及监测系统与流程

技术特征：

1.一种裂缝三维状态变化监测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)利用固定于裂缝一侧的激光测距仪对固定于裂缝另一侧的三角反光架的三个顶点分别进行测量，每次测量时激光测距仪发射的激光被位于三角反光架的三个顶点的全反射棱镜反射，从而测得三角反光架的三个顶点分别到激光测距仪探头中心的距离、竖直角和水平角；

(2)重复步骤(1)，得到不同时期测量的数据；

(3)根据不同时期测量的数据计算三角反光架的三个顶点的位置变化，得到裂缝的空间坐标变化。

2.根据权利要求1所述的裂缝三维状态变化监测方法，其特征在于：步骤(1)进行测量时，三角反光架所在平面与裂缝走向平行。

3.根据权利要求1所述的裂缝三维状态变化监测方法，其特征在于：步骤(1)所述三角反光架的三个顶点的全反射棱镜旁各设有一个靶标，所述靶标距其最近全反射棱镜的距离与激光测距仪探头距激光测距仪辅助灯的距离相同，测量时，将激光测距仪辅助灯瞄准靶标，以使得激光测距仪发射的激光被全反射棱镜反射。

4.根据权利要求1所述的裂缝三维状态变化监测方法，其特征在于：步骤(2)所述得到不同时期测量的数据，其时期间隔根据地质活动和裂缝发育情况确定，间隔范围为10天至一个月。

5.根据权利要求1所述的裂缝三维状态变化监测方法，其特征在于：步骤(3)所述根据不同时期测量的数据计算三角反光架的三个顶点的位置变化，具体包括各点的总空间变化以及阶段空间变化：

顶点A的总空间变化量为：

顶点A的阶段空间变化量为：

顶点B的总空间变化量为：

顶点B的阶段空间变化量为：

顶点C的总空间变化量为：

顶点C的阶段空间变化量为：

其中，i∈[2,n]，n为测量时期总数，A(Δx_A,Δy_A,Δz_A)、B(Δx_B,Δy_B,Δz_B)和C(Δx_C,Δy_C,Δz_C)分别表示顶点A、B和C的位置变化量，和分别表示第i次监测时顶点A、B和C到激光测距仪探头中心的距离，和分别表示第i次监测时顶点A、B和C到激光测距仪探头中心的竖直角，和分别表示第i次监测时顶点A、B和C到激光测距仪探头中心的水平角。

6.一种基于权利要求1所述监测方法的裂缝三维状态变化监测系统，其特征在于：包括分别位于裂缝两侧的激光测距仪和三角反光架，所述激光测距仪和三角反光架分别通过监测墩固定于地面；所述三角反光架的三个顶点分别设有一个全反射棱镜。

7.根据权利要求6所述的裂缝三维状态变化监测系统，其特征在于：所述三角反光架三个顶点处的全反射棱镜旁各设有一个靶标，所述靶标距其最近全反射棱镜的距离与激光测距仪探头距激光测距仪辅助灯的距离相同。

8.根据权利要求6所述的裂缝三维状态变化监测系统，其特征在于：所述三角反光架除全反射棱镜的部位全部涂装黑色。