133mm、壁厚20mm的20号碳素钢管，内壁经车床加工并均匀涂抹润滑油以保证剪切及滑动的平稳性并能够起到防止锈蚀的作用。如图1所示，阻滑套筒3前端部加工至10mm并加工螺纹孔302用以容置拉线式位移传感器2。如图2所示，阻滑套筒3内加工内锥度303，用以固定滑动体5的初始位置并保证初始滑动的平稳性。阻滑套筒3内表面加工六个通槽304，用于保证剪切焊点506的平稳剪切作用。阻滑套筒3前端加工外螺纹301用以连接导向头I。
[0043]本实用新型优选实施例的滑动体如图4所示，具有以下特征:滑动体5呈圆锥台状，锥头处直径略小于阻滑套筒3内径，锥尾处直径略大于阻滑套筒3内径。该滑动体5表面分布设有六个剪切焊点506，各剪切焊点506直径略大于阻滑套筒3内的通槽304的宽度，滑动体5装入阻滑套筒3内后，滑动体5表面的六个剪切焊点506与阻滑套筒3内表面的六个通槽304—一对应。当滑动力大于预设阈值时，滑动体5可在阻滑套筒3内滑动，其滑动力大小主要来自于剪切焊点506对于阻滑套筒3的剪切作用及滑动体5圆锥台后端大于阻滑套筒3内径部分使阻滑套筒3产生塑性变形产生的反力引起的摩擦力。因此，滑动体5材料的刚度应远大于阻滑套筒3使得在挤压阻滑套筒3产生塑性变形而其形状不发生明显的变化。如本优选实例选用的经过45号钢加工后进行淬火处理。所述滑动体5上设有通孔502用于穿过拉线式位移传感器2的电缆，设有通孔503用于穿过智能钢绞线6、钢绞线7，设有螺纹孔504、505分别用于固定固定挡板4及拉线式位移传感器2的拉线端。
[0044]本实用新型优选实施例的固定挡板4尺寸略小于阻滑套筒3的内径，防止在滑动过程中产生阻碍。如图3所示，固定挡板4上设有通孔401，用于穿过拉线式位移传感器2的电缆，设置的六个通孔402用于穿过智能钢绞线6、钢绞线7，通孔401用于穿过拉线式位移传感器2的拉线端，螺纹孔404用于螺栓连接滑动体5。
[0045]为防止智能钢绞线6、钢绞线7在随滑动体5滑动过程中不至于产生缠绕及偏斜，在阻滑套筒3内加装对中挡板8，如图1、图5所示，对中挡板8外径略小于阻滑套筒3的内径，对中挡板8上设有通孔801用于穿过拉线式位移传感器2的电缆，设置的六个通孔802用于穿过智能钢绞线6、钢绞线7，对中挡板8外周设有滑动导向点803置于阻滑套筒3的通槽304内用于在滑动过程中引导方向。
[0046]为防止外部水及注浆材料流入阻滑套筒3内引起管壁锈蚀影响作用效果，本实施例的监测设备还设有封闭挡板9，如图6所示，封闭挡板9直径与阻滑套筒3外径一致，封闭挡板9上设有通孔901用于穿过智能钢绞线6、钢绞线7，设置的通孔902用于穿过拉线式位移传感器2的电缆，螺纹孔903用于螺栓连接固定于阻滑套筒3上。
[0047]岩体内部的位移参量是表征岩体灾变过程的重要力学参量，采用合理的监测设备监测灾变发生、发展中的岩体内部位移参量是本实用新型的主要特点之一。本实用新型优选实施例选用拉线式位移传感器2固定于阻滑套筒3内，拉线端固定于滑动体5端部，随滑动体5在阻滑套筒3内滑动，测量滑移距离，通过监测得出岩体内部的灾变位移参量。
[0048]岩体内部应力分布参量是表征岩体灾变过程的另一个重要的力学参量，本实用新型优选实施例选用智能钢绞线6用于测量岩体内部应力分布特性，该智能钢绞线6可选用光纤光栅智能钢绞线，具有自感知特性，可以实时在线测量岩体内部某点的应力状态，结合拉线式位移传感器2所测得的位移参量，综合分析岩体内部的力学状态，为防灾减灾提供必要的数据基础。
[0049]本实用新型的监测设备基于滑动体5与阻滑套筒3间的剪切及摩擦作用机理，优化的结构形式实现了灾变过程中实时的岩体内部应力、变形监测，可持续获得灾害发生过程中的岩体内部力学特性，为防灾减灾提供了可靠的分析数据。与其他监测手段、加固技术联合布置，能够为露天矿边坡、水利水电边坡等大规模边坡及有需求的地下矿山重点采场等提供参考，可适用于建筑、矿业、水利水电、公路、铁路等各岩土工程相关部门。
[0050]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，包括: 导向头(I)、阻滑套筒(3)、拉线式位移传感器(2)、滑动体(5)、对中挡板(8)、封闭挡板(9)、固定挡板(4)、智能钢绞线(6)、钢绞线(7)、锚固垫片(10)和外锚头(11);其中， 所述导向头(I)套设在所述阻滑套筒(3)前端； 所述拉线式位移传感器(2)、滑动体(5)和对中挡板(8)依次间隔设在所述阻滑套筒(3)内，所述滑动体(5)前端设有所述固定挡板(4)，所述拉线式位移传感器(2)处于所述阻滑套筒(3)前端，该拉线式位移传感器(2)的拉线端与所述滑动体(5)固定连接； 所述滑动体(5)与所述固定挡板(4)能在所述阻滑套筒(3)内滑移； 所述阻滑套筒(3)后端开口设置所述封闭挡板(9); 所述智能钢绞线(6)和所述钢绞线(7)的前端分别与所述滑动体(5)固定连接，所述智能钢绞线(6)和所述钢绞线(7)后端穿过所述对中挡板(8)和所述封闭挡板(9)设置在所述阻滑套筒⑶外； 所述智能钢绞线(6)和所述钢绞线(7)的后端穿设依次叠加设在锚固面外侧的所述锚固垫片(10)和外锚头(11); 所述拉线式位移传感器(2)的电源及信号通道的电缆(201)依次穿过所述固定挡板(4)、滑动体(5)、对中挡板(8)、所述封闭挡板(9)、所述锚固垫片(10)和所述外锚头(11)设置。2.根据权利要求1所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述拉线式位移传感器(2)采用螺栓连接固定在阻滑套筒(3)的前端内部； 所述拉线式位移传感器(2)的拉线端采用螺栓连接于滑动体(5)的端部。3.根据权利要求1所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述阻滑套筒(3)前端设有螺纹孔(302)，所述阻滑套筒(3)内表面为光滑面并具有内锥度(303);所述阻滑套筒(3)的前端至后端的内表面分布设有六个通槽(304)。4.根据权利要求1所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述滑动体(5)呈圆锥台状，其锥头处直径小于所述阻滑套筒(3)内径，锥尾处直径大于所述阻滑套筒(3)内径； 所述滑动体(5)表面分布设有六个剪切焊点(506)，各剪切焊点(506)直径大于所述阻滑套筒(3)内通槽(304)的宽度； 所述滑动体(5)材料的刚度大于所述阻滑套筒(3)材料的刚度； 所述滑动体(5)上设有分别供所述智能钢绞线(6)、所述钢绞线(7)和所述拉线式位移传感器(2)的电源及信号通道的电缆(201)穿过的多个通孔，及分别连接所述固定挡板(4)和所述拉线式位移传感器(2)的拉线端的两个螺栓孔。5.根据权利要求1所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述智能钢绞线(6)与钢绞线(7)前端采用夹片固定，所述智能钢绞线(6)与钢绞线(7)后端依次经设在各部件上的通孔穿过所述固定挡板(4)、所述滑动体(5)、所述对中挡板(8)、所述封闭挡板(9)、所述锚固垫片(10)和所述外锚头(11)。6.根据权利要求1至5任一项所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述导向头(I)采用螺纹连接安装在所述阻滑套筒(3)的前端。7.根据权利要求1至5任一项所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述固定挡板(4)采用螺栓连接于所述滑动体(5)前端，固定挡板(4)上设有分别供所述智能钢绞线(6)、所述钢绞线(7)和所述拉线式位移传感器(2)的电源及信号通道的电缆(201)穿过的多个通孔。8.根据权利要求1至5任一项所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述对中挡板(8)设在所述阻滑套筒(3)内，限定所述智能钢绞线(6)与钢绞线(7)在滑动过程中发生的缠绕与偏移，其上设有分别供所述智能钢绞线￠)、所述钢绞线(7)和所述拉线式位移传感器(2)的电源及信号通道的电缆(201)穿过的多个通孔，其外周分布设有对应于所述阻滑套筒(3)内通槽(304)的六个滑动导向点。9.根据权利要求1至5任一项所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述封闭挡板(9)采用螺栓连接于所述阻滑套筒(3)后端开口上； 该封闭挡板(9)上设有分别供所述智能钢绞线(6)、所述钢绞线(7)和所述拉线式位移传感器(2)的电源及信号通道的电缆(201)穿过的多个通孔。10.根据权利要求1至5任一项所述的岩体内部灾变过程连续监测设备，其特征在于，所述阻滑套筒(3)长度为600?2000mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种岩体内部灾变过程连续监测设备，该监测设备由导向头、阻滑套筒、拉线式位移传感器、滑动体、对中挡板、封闭挡板、固定挡板、智能钢绞线、钢绞线、锚固垫片和外锚头构成。其中，拉线式位移传感器用于监测岩体内部变形，智能钢绞线用于监测岩体内部各点应力分布。该监测设备用于实时在线监测岩体潜在致灾风险、灾变过程中岩体内部力学特性，能够实时在线监测存在致灾风险及灾变过程中岩体内部力学特性，有效对岩体灾变全过程监测及预警。
【IPC分类】G01B21/32, G01L1/00
【公开号】CN204807075
【申请号】CN201520524184
【发明人】曹辉, 解联库, 王贺, 于世波, 郭利杰, 秦秀山, 原野, 胡建军
【申请人】北京矿冶研究总院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月17日