一种利用圆锥形线的变形测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用圆锥形线的变形测量方法，采用圆锥形线作为测量线；固定测量线的两端，在测量线上安装测量元器件，将可转动伸缩杆固定于测量体要求的测量点上，提取初始变形显示器的值，计算转化为大位移的结果；在经历一段时间的变形之后，再提取变形显示器的值，即可得到在该段时间内该点的变形结果。其优点是：1）实现了从小变形测量，从而获得大位移的测量结果，解决了室内及现场大位移和全断面测量的难题；2）测量线成本低且易于获取；3）测量元器件便宜、简单，方便人工或数据提取；测量精度变化范围广，适应性强；4）适用范围广，可以是室内试验和现场测量；5）可以沿测量线的不同断面实施全断面测量，也可以实施三维测量。
【专利说明】一种利用圆锥形线的变形测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于土木工程和实验测量【技术领域】，特别涉及大变形测量，具体的说是一种利用圆锥形线的变形测量方法。
【背景技术】
[0002]大变形和全断面测量是一个迄今还没有得到很好解决的科学难题，其测量的理论和方法还不完善；另外，在大变形测量时，使用费用高，测量精度得不到保证，甚至大变形测量不可能实现。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用圆锥形线的变形测量方法，该方法可以应用于室内试验、现场各种营建建筑物和自然变形体的测量，应用范围广；利用本方法，可以测量绝对位移、相对位移以及全断面测量。
[0004]一种利用圆锥形线的变形测量方法，包括如下步骤:
[0005]1、采用圆锥形线作为测量线；
[0006]2、固定测量线的两端，在测量线上安装测量元器件，将可转动伸缩杆固定于测量体要求的测量点上，提取初始变形显示器的值Ar1，计算转化为大位移的结果AL1 = Ar1/tanct ;式中，AL1为第一次测量位移，r为圆锥线半径，Φ为圆锥边线与中心线夹角；
[0007]3、在经历一段时间的变形之后，再提取变形显示器的值Ar2，并计算AL2，则在该段时间内该点的变形结果AL = Λ L2-Λ L1;式中，Λ L2为第二次测量位移，Λ L为两次测量位移差。
[0008]所述圆锥形线为多个圆锥形或圆台形单元同向或反向相连而成。
[0009]所述测量元器件为弹簧、应变计、光纤传感器、激光器中的一种或几种。
[0010]所述变形显示器为电子显示器。
[0011]本发明利用圆锥形线的变形测量方法的优点是:
[0012]I)实现了从小变形测量，从而获得大位移的测量结果，解决了室内及现场大位移和全断面测量的难题；
[0013]2)测量线可以是不锈钢、钢筋、钢丝绳、木材等，成本低且易于获取；
[0014]3)测量元器件便宜、简单，方便人工或数据提取；测量精度变化范围广，适应性强；
[0015]4)适用范围广，可以是室内试验和现场测量，测量对象可以是室内试验、现场桥梁、路基、地质灾害体(自然变形体)、房屋建筑或裂缝等；
[0016]5)可以沿测量线的不同断面实施全断面测量，通过不同形式的布置，也可以实施三维测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为同向重复的圆锥形线的结构示意图。
[0018]图2为反向重复的圆锥形线的结构示意图。
[0019]图3为图1的1-1向剖面结构示意图，也是本发明所采用测量装置结构示意图。
[0020]图中，I为测量线，2为测量元器件，3为变形显示器，dl为圆锥形或圆台形单元的最小直径，d2为圆锥形或圆台形单元的最大直径。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本发明进行进一步说明。如图1-3所示，一种利用圆锥形线的变形测量方法，包括如下步骤:
[0022]1、先固定测量线两端，两端可以固定于不变形的基础上或测量体上，安装测量元器件于测量线上，将可转动伸缩杆固定于测量体要求的测量点上，提取初始变形显示器的值Ar1,计算转化为大位移的结果ALjAL1= Ar/tan^i))。
[0023]2、在经历一段时间的变形之后，再提取变形显示器的值Ar2，并计算AL2，则在该段时间内该点的变形结果(绝对值或相对值)为AL2-AL115
[0024]本发明的基本原理是:由于圆锥形线直径变化从Cl1变化到d2，其相应的位移变化为L1 (见图1)，即实现了小的变形测量，从而获得大的位移测量结果。
[0025]测量线的材质变化范围广，它可以是不锈钢、钢筋、钢丝绳、木材等，且便宜，易于购买。
[0026]测量元件变化范围广，它可以是弹簧、应变计、光纤传感器、激光器等，适应性广、易于购买、安装等；也可以沿测量线标明测量尺度，适宜于人工测量；其测量结果精度主要由测量元件决定。
[0027]变形显示器可以是电子显示器等。
【权利要求】
1.一种利用圆锥形线的变形测量方法，其特征在于包括如下步骤: ⑴采用圆锥形线作为测量线； ⑵固定测量线的两端，在测量线上安装测量元器件，将可转动伸缩杆固定于测量体要求的测量点上，提取初始变形显示器的值Ar1，计算转化为大位移的结果AL1 = Ar1/tanct ;式中，AL1为第一次测量位移，r为圆锥线半径，Φ为圆锥边线与中心线夹角； ⑶在经历一段时间的变形之后，再提取变形显示器的值Ar2，并计算AL2，则在该段时间内该点的变形结果AL= Λ L2-Λ L1;式中，Λ L2为第二次测量位移，Λ L为两次测量位移差。
2.如权利要求1所述的利用圆锥形线的变形测量方法，其特征在于:所述圆锥形线为多个圆锥形或圆台形单元同向或反向相连而成。
3.如权利要求1所述的利用圆锥形线的变形测量方法，其特征在于:所述测量元器件为弹簧、应变计、光纤传感器、激光器中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的利用圆锥形线的变形测量方法，其特征在于:所述变形显示器为电子显不器。
【文档编号】G01B21/32GK104296647SQ201410572991
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】卢应发 申请人:湖北工业大学