[发明专利]全深度阵列式测斜仪及深部位移测量方法

权利要求书

1.一种全深度阵列式测斜仪，用于分段测量测斜孔的深部位移，其特征在于，所述测斜仪包括测斜架、安装在所述测斜架内的测斜单元及数据采集单元；其中：

所述测斜架包括多根刚性套管及多个万向接头，所述刚性套管之间通过所述万向接头连接，所述刚性套管及所述万向接头将所述测斜孔沿垂直方向分成多个测斜分段；

所述测斜单元包括一根总线及多个传感器，所述传感器之间通过所述总线串联连接，所述传感器安装在所述刚性套管内；

所述数据采集单元通过所述总线分时采集各个测斜分段的变形数据，并根据所述变形数据及所述测斜分段的长度计算获得测斜孔的深部位移。

2.根据权利要求1所述的全深度阵列式测斜仪，其特征在于，所述测斜分段的长度为所述刚性套管的长度与所述万向接头的长度之和。

3.根据权利要求2所述的全深度阵列式测斜仪，其特征在于，所述传感器通过一根四芯总线串联连接，相邻两个传感器的间距可调节；所述传感器用于检测每个测斜分段的变形数据，所述四芯总线用于传输所述变形数据并为所述传感器供电。

4.根据权利要求3所述的全深度阵列式测斜仪，其特征在于，所述传感器包括双轴倾角传感器。

5.根据权利要求1所述的全深度阵列式测斜仪，其特征在于，所述测斜仪还包括测斜管及滑动导轮，所述滑动导轮用于将所述测斜架安装在所述测斜管内。

6.一种深部位移测量方法，应用于权利要求书1-5任一项所述的全深度阵列式测斜仪，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将测斜孔沿垂直方向分成N个测斜分段，并从下往上或从上往下依次对所述测斜分段编号，所述编号由小到大，各个测斜分段的长度一定；所述测斜分段包括第一端点和第二端点，N为大于1的正整数；

S2、分别测定N个测斜分段的变形数据；

S3、以第i个测斜分段的第一端点为原点，构建三维立体坐标系，并根据所述第i个测斜分段的变形数据，计算所述第i个测斜分段的第二端点的三维空间坐标，所述第i个测斜分段的第二端点的三维空间坐标为第i+1个测斜分段的第一端点的三维空间坐标；其中，i的取值范围为大于或等于1且小于或等于N-1的正整数，且第一个测斜分段的第一端点的三维空间坐标为(0,0,0)；

S4、根据各个测斜分段的第二端点的三维空间坐标，计算所述测斜孔的深部位移。

7.根据权利要求6所述的深部位移测量方法，其特征在于，所述三维立体坐标系为北东天三维空间直角坐标系，所述变形数据包括横滚角、俯仰角、方位角。

8.根据权利要求7所述的深部位移测量方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：根据各个测斜分段的第二端点的三维空间坐标，计算获得第一监测报表，所述第一监测报表包括累计深部位移、深部位移方向、滑动面深度、测斜分段的深度。

9.根据权利要求7所述的深部位移测量方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：根据各个测斜分段的第二端点的三维空间坐标，计算获得第二监测报表，所述第二监测报表包括增量深部位移、累计深部位移变化量、深部位移变化速率。

10.根据权利要求7所述的深部位移测量方法，其特征在于，所述测斜分段的长度范围为0.5至3.0米。