[实用新型]一种用于监测裂缝三向变形的组件及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于工程安全监测的组件，具体涉及一种用于监测裂缝三向变形的组件。

背景技术

水电、交通、市政等行业工程建设上，均存在大量地下工程建筑。例如，在洞室开挖过程中拱顶出现裂缝时，由于作业面离拱顶高差较大，人工直接量测是不可能实现的，通常在裂缝处安装单向测缝计并将电缆引至作业面进行定期观测，但这种方式只能观测到裂缝宽度变化（单向变形），且开挖过程，受放炮影响，监测仪器和电缆很难得到保护，至目前没有有效的拱顶裂缝三向变形监测方法。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、基点设置灵活的用于监测裂缝三向变形的组件，以提高监测组件的测量精度。

本实用新型的技术方案为：一种用于监测裂缝三向变形的组件，包括第一组件和第二组件，所述第一组件包括第一固定段和固定于第一固定段上的第一观测段，所述第一观测段的表面上设置有第一反光区域；所述第二组件包括第二固定段和固定于第二固定段上的第二观测段，所述第二观测段的表面上设置有第二反光区域；所述第一观测段的长度不等于第二观测段的长度；

监测时，所述第一观测段与第二观测段相互平行设置；所述第一反光区域和第二反光区域的朝向相同，且从朝向方向观测，第一反光区域和第二反光区域均位于视野范围内，优选地，尽量保证全站仪视准器照准反光区域时垂直于反光区域或近似垂直反光区域为原则。

其中，第一反光区域和第二反光区域均可直接采用反光片，或者在相应的部位涂覆可以反光的反光涂层。

采用这样的结构设计，第一固定段、第二固定段可直接或间接固定于裂缝某一侧，感受裂缝某一侧的变形情况，第一观测段、第二观测段随之变形，反映出裂缝的变形情况；使用时，可以将第一组件固定于裂缝的一侧，将第二组件固定于裂缝的另一侧，同时，使得第一观测段与第二观测段处于相互平行状态，这样第一观测段与第二观测段相对位置的变化可以反映出裂缝的变形情况；通过测量第一观测段上某一位点和第二观测段上某一位点在两个时间点上，两个位点的水平距离、高度差和水平错位差值的变化情况，相应地，根据第一组件、第二组件与裂缝的位置关系，可以得到裂缝的张裂变形、水平错位变形和上下错位变形。其中，张裂变形为裂缝两侧在水平方向上垂直裂缝走向的变形差；水平错位变形为裂缝两侧在水平方向上沿着裂缝走向的变形差；上下错位变形为裂缝两侧在竖直方向上的变形差。

优选地，第一组件和第二组件均由刚性材料制成，采用刚性材料，可以减小组件自身形变所导致的测量误差，进一步提高监测精确度。

进一步地，所述第一观测段的一端固定于第一固定段的一端；所述第二观测段的一端固定于第二固定段的一端。

进一步优选地，所述第一组件和第二组件均由不锈钢制成。

进一步地，还包括用于传递裂纹一侧的变形的第三组件。

优选地，所述第三组件为Z型组件，所述Z型组件包括相互平行的第三固定段和传递段以及连接第三固定段和传递段的弯折段。

监测时，所述第一组件或第二组件固定于传递段上，第一组件或第二组件与传递段在水平方向的投影相互垂直。

通过“Z”字型的第三组件的设置，通过将第三组件的第三固定段固定于裂缝的某一侧，并使得其传递段伸向另一侧，这样可以将第一组件和第二组件平行于裂缝方向安装在裂缝的同一侧，方便全站仪的摆放，以采集数据。

第三固定段将裂缝某一侧的变形传递到传递段上，这样将第一组件和第二组件在裂缝的一侧即可实现对裂缝三向变形的监测，可以方便某些裂缝的监测，例如，对一些拱形结构的纵向裂缝，由于监测时还需借助全站仪等设备，通过第三组件的辅助作用，第一组件、第二组件安装于裂缝的同一侧，且安装方向与裂缝平行，监测时，只需调整全站仪在裂缝方向的位置即可，而无需受拱形结构横向调整范围的限制，容易获得准确度高的监测结果，从而解决地下工程拱形结构纵向裂缝三向变形监测的问题。

优选地，所述第一固定段和/或第二固定段上至少设有两个圆孔，提高固定时的稳定性，从而进一步提高监测精准度。

进一步地，所述第三固定段上至少设有两个圆孔，方便将第三组件通过膨胀螺钉等固定件稳定地固定在裂缝某一侧，使得第三组件位置的变化尽可能准确地反映出裂缝的变化。

作为本实用新型的另一种改进，所述第三组件为L型组件，所述L型组件包括固定段和垂直固定于固定段上的下平段。

监测时，所述第一组件或第二组件固定于下平段上，第一组件或第二组件与下平段在水平方向的投影相互垂直。