一种岩体位移监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种岩体位移监测装置，包括：锚固体、定位环、电感调频式位移传感器和保护部件；所述电感调频式位移传感器包括铁芯和螺管线圈；所述定位环外周面与所述岩体固定连接，且该定位环具有一穿孔，所述锚固体穿过所述穿孔与所述铁芯可拆卸连接；所述保护部件与所述螺管线圈固定连接；本实用新型充分利用作为围岩支护手段的锚杆结构，以及利用电感调频式位移传感器、数据采集箱和数据发射箱，实现岩体位移数据的自动化监测和传输，解决了传统的位移监测手段监测信息比较滞后、浪费人力、以及工作效率低的问题；安装过程简单、位移监测数据的传输和查看实时方便。
【专利说明】一种岩体位移监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及岩体位移监测领域，具体为一种岩体位移监测装置。
【背景技术】
[0002]20世纪60年代以来，施工中新奥法被逐步推行，新奥法是指应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则；同时，隧道监控和量测得到了广泛应用，并取得了长足的发展；传统的收敛位移计、多点位移计、压力计等位移监测手段需要通过人员到现场进行量测和采集数据，监测信息比较滞后、浪费人力、工作效率低。
[0003]随着传感器技术的不断进步，隧道监测设备的使用由获取单一信息的人工监测向多元信息的自动化监测发展，目前，对于自动监测的研究已取得了一定的进步，自动监测装置也获得了部分应用，但现有技术中的自动监测方式具有造价昂贵、易被破坏、安装过程繁琐等问题，以及位移测量数据的传输不能保证实时、监测不便。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种可重复利用、安装方便快捷的岩体位移监测装置。
[0005]本实用新型的技术手段如下:
[0006]一种岩体位移监测装置，包括:锚固体、定位环、电感调频式位移传感器和保护部件；所述电感调频式位移传感器包括铁芯和螺管线圈；所述定位环外周面与所述岩体固定连接，且该定位环具有一穿孔，所述锚固体穿过所述穿孔与所述铁芯可拆卸连接；所述保护部件与所述螺管线圈固定连接；
[0007]进一步地，所述锚固体、定位环和电感调频式位移传感器埋设于所述岩体的锚孔内；所述保护部件为保护盖，该保护部件覆盖于所述锚孔上，并通过膨胀螺栓与所述岩体固定;
[0008]进一步地，所述锚固体和定位环埋设于所述岩体的锚孔内；所述保护部件为保护套，其外壁与支护所述岩体的钢拱架连接，所述螺管线圈置于所述保护部件内；
[0009]进一步地，所述锚固体的用来连接锚固头的一端与所述铁芯连接，另一端通过锚固剂与岩体连接；
[0010]进一步地，所述锚固体、定位环、电感调频式位移传感器和保护部件共同构成监测部分；
[0011 ] 所述岩体位移监测装置还包括:
[0012]连接所述电感调频式位移传感器，用于接收所述电感调频式位移传感器传输过来的岩体位移数据并存储的数据采集箱；
[0013]进一步地，所述岩体位移监测装置还包括:
[0014]连接所述数据采集箱，用于将所述数据采集箱存储的岩体位移数据发送给用户终端的数据发射箱。
[0015]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种岩体位移监测装置，本实用新型充分利用作为围岩支护手段的锚杆结构，以及利用电感调频式位移传感器、数据采集箱和数据发射箱，实现岩体位移数据的自动化监测和传输，解决了传统的位移监测手段监测信息比较滞后、浪费人力、以及工作效率低的问题，同时改变了埋入式位移计的监测方式，极大降低了自动化位移监测的成本，且实现了电感调频式位移传感器的动态拆卸和在爆破条件下的保护，安装过程简单、位移监测数据的传输实时方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是现有技术中的锚杆安装示意图；
[0017]图2、图3是本实用新型所述监测部分的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型所述监测部分在断面周围的安装示意图；
[0019]图5是本实用新型所述监测装置的结构示意图。
[0020]图中:1、岩体，2、锚固体，3、锚固头，4、锚孔，5、膨胀螺栓，6、定位环，7、电感调频式位移传感器，8、保护部件，9、连接线，10、钢拱架，11、监测部分，12、断面，13、掌子面，14、数据采集箱，15、数据发射箱，16、洞口，17、固定钢筋，61、穿孔，71、铁芯，72、螺管线圈。
【具体实施方式】
[0021]如图2、图3和图5所示的一种岩体位移监测装置，其特征在于包括:锚固体2、定位环6、电感调频式位移传感器7和保护部件8 ;所述电感调频式位移传感器7包括铁芯71和螺管线圈72 ;所述定位环6外周面与所述岩体1固定连接，且该定位环6具有一穿孔61，所述锚固体2穿过所述穿孔61与所述铁芯71可拆卸连接；所述保护部件8与所述螺管线圈72固定连接；进一步地，所述锚固体2、定位环6和电感调频式位移传感器7埋设于所述岩体1的锚孔4内；所述保护部件8为保护盖，该保护部件8覆盖于所述锚孔4上，并通过膨胀螺栓5与所述岩体1固定；所述电感调频式位移传感器7的连接线9穿过所述保护盖与所述电感调频式位移传感器7相连接；进一步地，所述锚固体2和定位环6埋设于所述岩体1的锚孔4内；所述保护部件8为保护套，其外壁与支护所述岩体1的钢拱架10连接，所述螺管线圈72置于所述保护部件8内；进一步地，所述锚固体2的用来连接锚固头3的一端与所述铁芯71连接，另一端通过锚固剂与岩体1连接；进一步地，所述锚固体2、定位环
6、电感调频式位移传感器7和保护部件8共同构成监测部分11 ;所述岩体位移监测装置还包括:连接所述电感调频式位移传感器7，用于接收所述电感调频式位移传感器7传输过来的岩体位移数据并存储的数据采集箱14 ;进一步地，所述岩体位移监测装置还包括:连接所述数据采集箱14，用于将所述数据采集箱14存储的岩体位移数据发送给用户终端的数据发射箱15 ;所述用户终端包括电脑、手机等电子设备。
[0022]本实用新型所述监测装置的使用过程包括如下步骤:
[0023]步骤1:将被监测岩体断面12周围安装的锚杆上所具有的锚固头3拆卸；
[0024]步骤2:将所述电感调频式位移传感器7安装于所述锚杆具有的锚固体2上；
[0025]步骤3:连接所述电感调频式位移传感器7与数据采集箱14，以及连接所述数据采集箱14和数据发射箱15 ；
[0026]步骤4:数据采集箱14接收所述电感调频式位移传感器7传输过来的岩体位移数据并存储；
[0027]步骤5:数据发射箱15将所述数据采集箱14存储的岩体位移数据发送给用户终端;
[0028]进一步地，在步骤1之前还包括如下步骤:
[0029]在需要岩体位移监测的位置上安装包括锚固体2和锚固头3的锚杆；
[0030]进一步地，当前断面12周围安装的电感调频式位移传感器7可拆卸回收，并可安装于与当前断面12间隔一定距离的断面12周围进行重复利用；进一步地，所述一定距离内的电感调频式位移传感器7共用一数据采集箱14。
[0031]图1示出了现有技术中的锚杆安装示意图，如图1所示，锚杆是岩体加固的杆件体系结构，其布设于锚孔4内，包括锚固体2和锚固头3两部分，一般情况下锚固体2与锚固头3通过螺纹连接。当进行岩体位移监测时，拆卸锚固头3，并将电感调频式位移传感器7与锚固体2通过螺栓安装；当所述电感调频式位移传感器7拆卸后，可以重新安装锚固头3，进而恢复锚杆功能。
[0032]电感调频式位移传感器7是现有技术中测量土壤和岩体变形的一种技术手段，其一般包括铁芯71、螺管线圈72、以及LC振荡电路等集成电路，锚固体2前端与铁芯71连接，末端通过锚固剂与围岩深部固定，螺管线圈72与保护部件8固定连接，当隧道开挖时围岩表面将向洞内变形，与围岩深部产生相对位移，锚固体2连接铁芯71在外力作用下，与螺管线圈72产生相对位移，位移量的变化引起螺管线圈72电感量的变化，LC振荡电路等集成电路将所述电感量的变化转换成频率，并得出岩体位移量，所述岩体位移量通过电感调频式位移传感器7的连接线9传输给数据采集箱14，再通过数据发射箱15发送给电脑、手机等用户终端。
[0033]图2、图3分别示出了本实用新型所述监测部分的结构示意图，其中的保护部件采用不同的结构，如图2所示，所述保护部件8为保护盖，该保护部件8覆盖于所述锚孔4上，并通过膨胀螺栓5与所述岩体1固定；如图3所示，所述保护部件8为保护套，其外壁与支护所述岩体1的钢拱架10连接，所述螺管线圈72置于所述保护部件8内，并可通过固定钢筋17与所述保护部件8相连接，通过保护部件的结构，能够避免爆破开挖抛掷岩石造成电感调频式位移传感器损坏，同时也可保证电感调频式位移传感器不被初衬时喷射的混凝土所覆盖。
[0034]图4示出了本实用新型所述监测部分在断面周围的安装示意图，实际应用时，首先在第一个断面12附近安装监测部分11和数据采集箱14，紧接着的两个断面12均安装有监测部分11，且上述三个断面12的监测部分11均通过连接线9连接至第一个断面12的数据采集箱14，即一定距离内的电感调频式位移传感器7共用一数据采集箱14，这里的一定距离可以为第一个断面与第三个断面的间距；数据发射箱15的安装位置有两种，一种是所述数据发射箱15与所述数据采集箱14是集成一体的，待监测完毕后由数据发射箱15将岩体位移数据发送给用户终端，另一种是所述数据发射箱15置于岩体洞口 16的位置，直接与用户终端连接传输监测到的岩体位移数据；所述数据采集箱14包括接收器芯片和连接接收器芯片的存储卡；所述数据发射箱15包括发射器芯片。同时，当前断面12周围安装的电感调频式位移传感器7可拆卸回收，并可安装于与当前断面12间隔一定距离的断面12周围进行重复利用，实际应用时具体可以为:当第一、第二和第三断面均已安装有监测部分11，第一断面附近安装有数据采集箱14，所述数据发射箱15可以通过连接线9与所述数据采集箱14连接，并放置于洞口 16，当安装至第四断面时，由于第一断面已在影响范围之外，故可将第一断面的电感调频式位移传感器7拆卸下来，重复安装到第四断面周围，同时，所述保护部件8等也可重复利用，余留于第一断面的锚固体2上重新安装锚固头3即可，实际应用中，可以采用这种滚动推移方式，实现隧道施工全过程的岩体位移的动态实时监测。
[0035]本实用新型提供的一种岩体位移监测装置，本实用新型充分利用作为围岩支护手段的锚杆结构，以及利用电感调频式位移传感器、数据采集箱和数据发射箱，实现岩体位移数据的自动化监测和传输，解决了传统的位移监测手段监测信息比较滞后、浪费人力、以及工作效率低的问题，同时改变了埋入式位移计的监测方式，极大降低了自动化位移监测的成本，且实现了电感调频式位移传感器的动态拆卸和在爆破条件下的保护，安装过程简单、位移监测数据的传输实时方便。
[0036]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揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种岩体位移监测装置，其特征在于包括:锚固体(2)、定位环￠)、电感调频式位移传感器(7)和保护部件(8);所述电感调频式位移传感器(7)包括铁芯(71)和螺管线圈(72);所述定位环(6)外周面与所述岩体(I)固定连接，且该定位环(6)具有一穿孔(61)，所述锚固体(2)穿过所述穿孔￠1)与所述铁芯(71)可拆卸连接；所述保护部件(8)与所述螺管线圈(72)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种岩体位移监测装置，其特征在于所述锚固体(2)、定位环(6)和电感调频式位移传感器(7)埋设于所述岩体(I)的锚孔(4)内；所述保护部件(8)为保护盖，该保护部件(8)覆盖于所述锚孔(4)上，并通过膨胀螺栓(5)与所述岩体(I)固定。
3.根据权利要求1所述的一种岩体位移监测装置，其特征在于所述锚固体(2)和定位环(6)埋设于所述岩体(I)的锚孔(4)内；所述保护部件(8)为保护套，其外壁与支护所述岩体(I)的钢拱架(10)连接，所述螺管线圈(72)置于所述保护部件(8)内。
4.根据权利要求1所述的一种岩体位移监测装置，其特征在于所述锚固体(2)的用来连接锚固头(3)的一端与所述铁芯(71)连接，另一端通过锚固剂与岩体(I)连接。
5.根据权利要求1所述的一种岩体位移监测装置，其特征在于，所述锚固体(2)、定位环(6)、电感调频式位移传感器(7)和保护部件(8)共同构成监测部分(11)； 所述岩体位移监测装置还包括: 连接所述电感调频式位移传感器(7)，用于接收所述电感调频式位移传感器(7)传输过来的岩体位移数据并存储的数据采集箱(14)。
6.根据权利要求5所述的一种岩体位移监测装置，其特征在于，所述岩体位移监测装置还包括: 连接所述数据采集箱(14)，用于将所述数据采集箱(14)存储的岩体位移数据发送给用户终端的数据发射箱(15)。
【文档编号】G01B7/02GK204064227SQ201420453468
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】塔拉, 郑子德, 王雪元, 姜谙男, 关文 申请人:大连海事大学