1.基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:包括处理单元、全站仪(31)和多点位移计,所述的多点位移计包括位移计表头(5)和间隔设置在待测围岩深孔(3)内的若干只锚头(10),每只锚头(10)与位移计表头(5)的对应测量端联接,实现锚头(10)固定点的位移参数测量;所述的全站仪(31)实现对深孔(3)孔口的三维坐标参数测量;处理单元获取孔口的三维坐标参数和多个锚头(10)固定点的位移参数后计算得到围岩内部的绝对位移值,进而拟合得到围岩的最大松弛半径值。
2.根据权利要求1所述的基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:待测深孔(3)孔口处安装有反光贴片,全站仪(31)瞄准所述的反光贴片获取深孔(3)孔口的三维坐标参数。
3.根据权利要求1所述的基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:每根锚头(10)上设置有通孔(9),深孔(3)内位于较深位置锚头的测线(4)依次穿过位于较浅位置锚头上的通孔(9)并绷紧后,与对应的位移计表头(5)的测量端联接。
4.根据权利要求1所述的基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:所述的多点位移计为光纤光栅多点位移计。
5.根据权利要求4所述的基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:从深孔(3)孔口引出的每根测线绷紧后,经过独立的定滑轮(6)后与位移计表头(5)对应的测量端联接。
6.根据权利要求1所述的基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:在相邻锚头之间设置有保护套管(15),测线(4)穿在保护套管(15)内。
7.根据权利要求1所述的基于位移计和全站仪的围岩内部绝对位移测量装置,其特征在于:从深孔(3)孔口引出的每根测线上加载测力计或恒力砝码使其绷紧。
8.利用根据权利要求1至7任意之一的绝对位移的装置进行围岩内部绝对位移的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
【1】试验准备
【1.1】根据设定的角度、深度,在围岩上钻取深孔;
【1.2】根据测点的间距要求,从深孔的孔底至孔口依次安装n只锚头,每只锚头的测线绷紧后与位移计表头的对应测量端联接;
【1.3】在孔口位置安装反光贴片,并使用全站仪测量孔口三维坐标的初始值;
【2】参数测量
按照设定的测量频次对围岩进行测量,得到孔口的三维坐标实测值和每只锚头的位移参数;
【3】数据处理
【3.1】计算得到第i个锚头所在的第i号测点位置处岩体沿径向的绝对位移表示为:
其中
i—测点序号,从孔口至孔底依次编号为1至n;
uir—i号测点处岩体沿径向的绝对位移,mm;
δl0—洞壁孔口处绝对收敛值,mm;由全站仪测量得到。
δh0—洞壁孔口处绝对沉降值,mm;由全站仪测量得到;
a—岩体变形前后深孔轴线的变化角度,由全站仪测量计算得到;
ri—i号测点处多点位移计初始长度值,mm;由多点位移计前期读数得到;
ri'—i号测点处多点位移计最终长度值,mm;由多点位移计后期读数得到。
【3.2】根据【3.1】公式,对围岩内部n个测点的径向绝对位移和多点位移计各测点的径向初始长度值进行拟合,得到围岩松弛位移关系式
uir=f(ri)
【3.3】对围岩松弛关系式取反函数可得:
ri=f-1(uir)
【3.4】当uir=0时,即取岩体径向绝对位移为0时,计算得到围岩最大松弛半径。