[发明专利]一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置

说明书

本发明公开了一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置，通讯线与九轴姿态仪芯片连接，所述九轴姿态仪芯片位于球体内部，所述通讯线位于不锈钢管内部，所述通讯线与数据采集主板连接，所述数据采集主板内设置有数据信号转换模块、数据分析处理模块、数据采集模块和数据存储模块，所述内核球体外部设置有半圆弧和赤道面支撑轴面，所述半圆弧和上下弦支撑轴面的连接处设置有应力应变片，所述半圆弧和赤道面支撑轴面的连接处设置有应力应变片，所述应力应变片与数据采集模块之间连接的通讯线穿过数据导线孔进入到内核球体内，本发明能运用到大数据、云计算监测技术平台，为今后地灾监测工作提供了有效地数据采集和分析技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置，具体运用于地应力较大区域或受地下工程开挖后应力急剧增大工程，结合云计算平台运算能力和大数据分析与预测能力，达到监测和预测预警作用，属于地质灾害监测和岩石力学稳定分析领域。

背景技术

随着我国科学技术不断提升，矿产资源的需要量增加，深部资源的开发和自然崩落法的使用，以及其他地下工程的发展，如隧道、地铁等。国内许多大型的矿山在深部开采时，依然采用空场法，这使得地应力急剧增大，岩爆明显增多；自然崩落法开采，完全改变地应场，对今后地质灾害的监测完全属于空白区域；在地下工程开发，穿越地应力较大区域，特别是铁路和公路隧道工程，现在并没有相关监测技术手段达到预警和预报工作；历史遗留的采空区造成的地面塌陷、采空区冒落事件，对今后的生产带来安全隐患。

本发明提供一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置，实现在全方位应力应变全天候监测，主要针对大应力条件的监测技术，真正达到对地质灾害的预警和预测工作，目前国内外未见与本发明相同的公开文献报道。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置，

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置，包括通讯线、球体、九轴姿态仪芯片、应力应变片、上下弦支撑轴面、半圆弧、赤道面支撑轴面、数据导线孔、不锈钢管、内核球体、数据采集主板、数据信号转换模块、数据分析处理模块、数据采集模块、数据存储模块、固定台，所述通讯线与九轴姿态仪芯片连接，所述九轴姿态仪芯片位于球体内部，所述通讯线位于不锈钢管内部，所述通讯线与数据采集主板连接，所述数据采集主板内设置有数据信号转换模块、数据分析处理模块、数据采集模块和数据存储模块，所述数据采集主板固定在固定台上，所述数据采集模块与数据分析处理模块连接，所述数据分析处理模块与数据信号转换模块连接，所述数据采集模块与数据存储模块连接，所述数据采集主板、数据信号转换模块、数据分析处理模块、数据采集模块、数据存储模块、固定台均位于内核球体内，所述内核球体外部设置有半圆弧和赤道面支撑轴面，所述半圆弧与赤道面支撑轴面垂直，所述赤道面支撑轴面上设置有数据导线孔，所述半圆弧的顶部和底部均设置有上下弦支撑轴面，所述上下弦支撑轴面上设置有数据导线孔，所述半圆弧和上下弦支撑轴面的连接处设置有应力应变片，所述半圆弧和赤道面支撑轴面的连接处设置有应力应变片，所述半圆弧为六片，所述应力应变片与数据采集模块之间通过通讯线连接，所述应力应变片与数据采集模块之间连接的通讯线穿过数据导线孔进入到内核球体内。

本发明中，所述应力应变片的片数为24片。

本发明克服了国内在大应力条件监测方面的空缺，本装置采用刚性设计而提供一种基于大应力条件下的应力应变全天候监测球形装置，具体运用于地应力较大区域或受地下工程开挖后应力急剧增大工程。