模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統的製作方法
2023-07-07 03:55:26 1
專利名稱:模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種位移測量系統,具體地說是一種用於地質力學模型試驗的機械式簡易柔性內置多點位移量測系統。
背景技術:
地質力學模型試驗離不開巖體內部位移的量測,目前國內外對於位移量測的方法多種多樣,以下就一些常見的模型試驗位移量測方法進行介紹(1)巖石力學與工程學報,地質力學模型試驗應用技術研究,2004,23Q2), 3785-3789,公開了總參工程兵科研三所研製了一套由模型塊體內的預埋件和外部的千分表組成的聯杆系統,解決了洞壁絕對位移的量測問題。但該系統無法解決巖體內部位移的量測,且佔用模型體內部空間大,影響模型體受力。(2)專利申請號為200910079783. 6公開了由清華大學李仲奎設計的微型多點位移計,可實現模型體內部位移的量測,但剛性位移傳遞杆件不利於測點的布設,佔用模型體內部空間較大,同一徑向的多點位移難以實現。(3)專利為號ZL200920029518. 2公開了由山東大學開發的光纖位移傳感器,具有測量精度高、性能穩定等特徵,但其測點成本高、不可回收利用,同時測點的體積和剛度都較大,改變模型材料受力特性。(4)專利申請號200810138975. 5公開了由山東大學研製了一套由光柵尺、鋼絲繩和模型塊體內預埋件組成的多點位移系統,測量精度高。光柵尺安裝複雜且成本較高,光柵原件對溫度和光線敏感,需對其進行專門的保護,不適合在長期試驗中使用。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足,提供一種結構簡單、易於實現、成本低的模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統。本發明採用柔性低摩擦位移傳遞裝置將模型體內部位移傳遞到外部獨立的臺架上,利用直線軸承固定位移傳遞終端,最後由數顯千分表和採集系統實時記錄位移值,具有直觀、簡易、易於維護等優點。為實現上述目的,本發明採用下述技術方案一種模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統,包括若干內置於模型內部的微型測點錨頭,所述每個微型測點錨頭均與一根鋼絲繩一端相連,所述鋼絲繩穿過設置於柔性塑料套管內的三孔式塑料自潤減摩定位盤,並繞過定滑輪與設置於固定臺架上的直線軸承相連,固定臺架上安裝有與分別與直線軸承和信號轉換系統相連的數顯千分表。所述直線軸承為導向方法蘭型,且該直線軸承匹配有直徑為2. 5cm的直線傳動軸ο所述數顯千分表與直線軸承中的直線傳動軸相連,並通過信號轉換系統將數據自動保存。本發明中的信號轉換系統為現有設備,在此不再贅述。
本發明主要用於測試模型試驗過程中模型體內部關鍵點在加載和開挖過程中的實時的位移變化。細鋼絲繩通過減摩定滑輪引至獨立與模型體的臺架上,與直線軸承上的直線傳動軸上端相連,直線傳動軸起到配重作用,可以拉直細鋼絲繩。直線傳動軸下端連接數顯千分表,記錄位移變化值。各部件的功能或作用微型測點錨頭模型體內部發生位移時,使之產生同樣的位移;鋼絲繩用於柔性位移傳遞;三孔式塑料自潤減摩定位盤用於限制鋼絲繩的空間位置;柔性塑料套管用於限制三孔式塑料自潤減摩定位盤的位置;定滑輪柔性位移傳遞裝置中改變鋼絲繩的走向;固定臺架使位移傳遞裝置單獨於模型之外,不對模型產生幹擾;直線軸承限制配重裝置位置;數顯千分表量測傳遞出的位置值; 信號轉換系統記錄試驗中的位移。本發明與現有技術相比具有以下有益效果本發明採用了柔性低摩擦位移傳遞裝置將模型體內部位移傳遞到外部獨立的臺階上,利用直線軸承固定位移傳遞終端,最後由數顯千分表和採集系統實時記錄位移值,具有直觀、簡易、易於維護、成本低、可重複使用等優點。可廣泛應用於隧道、邊坡、深部地下洞室、礦山和壩體等模型試驗的內部位移測試中。
圖1為本發明即模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統的結構示意圖。圖中1、微型測點錨頭;2、鋼絲繩;3、三孔式塑料自潤減摩定位盤;4、柔性塑料套管;5、定滑輪;6、固定臺架;7、直線軸承;8、數顯千分表;9、信號轉換系統。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。如圖1所示,用於模型試驗的機械式簡易柔性多點位移監測系統,三個微型測點錨頭1埋設在模型體內部,每個微型測點錨頭1均與一根鋼絲繩2 —端相連,所述鋼絲繩2 穿過設置於柔性塑料套管4內的三孔式塑料自潤減摩定位盤3,並繞過定滑輪5與設置於固定臺架6上的直線軸承7相連,定滑輪5起到改變鋼絲繩方向的作用,以利於鋼絲繩2的布置,所述的數顯千分表8安裝在獨立於模型體外的固定臺架6上與直線軸承7和信號轉換系統9相連。所述的直線軸承7為導向方法蘭型,配備直徑2. 5cm的直線傳動軸。所述的數顯千分表8要與直線傳動軸相連,通過信號轉換系統9將數據自動保存。
權利要求
1.一種模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統,其特徵在於包括若干內置於模型內部的微型測點錨頭,所述每個微型測點錨頭均與一根鋼絲繩一端相連,所述鋼絲繩穿過設置於柔性塑料套管內的三孔式塑料自潤減摩定位盤,並繞過定滑輪與設置於固定臺架上的直線軸承相連,固定臺架上安裝有與分別與直線軸承和信號轉換系統相連的數顯千分表。
2.根據權利要求1所述的模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統,其特徵在於所述直線軸承為導向方法蘭型,且該直線軸承匹配有直徑為2. 5cm的直線傳動軸。
3.根據權利要求1所述的模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統,其特徵在於所述數顯千分表與直線軸承中的直線傳動軸相連,並通過信號轉換系統將數據自動保存。
全文摘要
本發明涉及一種模型試驗用機械式簡易柔性多點位移監測系統,包括若干內置於模型內部的微型測點錨頭,所述每個微型測點錨頭均與一根鋼絲繩一端相連,所述鋼絲繩穿過設置於柔性塑料套管內的三孔式塑料自潤減摩定位盤,並繞過定滑輪與設置於固定臺架上的直線軸承相連,固定臺架上安裝有與分別與直線軸承和信號轉換系統相連的數顯千分表。本發明採用了柔性低摩擦位移傳遞裝置將模型體內部位移傳遞到外部獨立的臺階上,利用直線軸承固定位移傳遞終端,最後由數顯千分表和採集系統實時記錄位移值,具有直觀、簡易、易於維護、成本低、可重複使用等優點。可廣泛應用於隧道、邊坡、深部地下洞室、礦山和壩體等模型試驗的內部位移測試中。
文檔編號G01B5/00GK102288085SQ20111020609
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者劉欽, 原小帥, 李利平, 李術才, 石少帥, 趙巖 申請人:山東大學