[发明专利]一种试验隧道内部收敛变形及破坏状态监测装置及工作方法

说明书

本发明公开了一种试验隧道内部收敛变形及破坏状态监测装置及工作方法，本发明包括两个丝杆支架，两个丝杆支架间设置有直线导轨和滚珠丝杆，直线导轨和滚珠丝杆上设置有传感器台座，滚珠丝杆连接转动电机，传感器台座上设置有若干卡座。本发明在滚珠丝杆和直线导轨上设置有传感器台座，通过转动电机带动滚珠丝杆进行转动，能够使传感器台座在隧道模型内部能够螺旋式前进，本发明能够更加准确、完整、连续地记录隧道在断层错动下的破坏与收敛变形的过程。

技术领域

本发明属于试验装置领域，具体涉及一种试验隧道内部收敛变形及破坏状态监测装置及工作方法。

背景技术

隧道是当前公共交通建设领域常用的结构形式。模型试验是研究各种极端地质灾害条件下隧道结构灾变规律的权威手段。通过重现典型地质条件演化模式可以获得隧道结构的破坏规律和受力特征，为科学研究和工程设计提供重要参考。

模型试验研究过程中，研究人员最为关注隧道结构的收敛变形和破坏情况。但是由于线形隧道结构被包裹在岩土围护介质中，无法从外侧获取结构变形破坏规律。因而只能在选取若干标准断面之后，通过在隧道内部间断布设位移传感器获取结构收敛变形。因为测点间距较大，获取的收敛变形数据离散性很大。另外由于线形隧道结构内部空间狭窄且操作不便，在标准断面布设位移传感器之后一般没有可供摄像头旋转、运动拍照的空间。致使很多相关研究并未获取隧道破坏的一手数据，研究成果的说明性有限。模型试验耗费大、数据少、精度低的工作现状阻碍了极端地质灾害条件下隧道结构灾变规律研究进展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的隧道内部变形及破坏的连续观测的问题，提供一种试验隧道内部收敛变形及破坏状态监测装置及工作方法。

为了达到上述目的，一种试验隧道内部收敛变形及破坏状态监测装置，包括两个丝杆支架，两个丝杆支架间设置有直线导轨和滚珠丝杆，直线导轨和滚珠丝杆上设置有传感器台座，滚珠丝杆连接转动电机，传感器台座上设置有若干卡座。

直线导轨为两根，滚珠丝杆为一根，两根直线导轨设置在滚珠丝杆下方。

滚珠丝杆设置有外螺纹，传感器台座设置有内螺纹，传感器台座的内螺纹与滚珠丝杆的外螺纹啮合。

转动电机与滚珠丝杆通过联轴器连接。

转动电机设置在活动式支座上。

传感器台座为四方体，卡座设置在传感器台座的上表面和两个侧面上。

一种试验隧道内部收敛变形及破坏状态监测装置的工作方法，包括以下步骤：

S1，搭建好模型后，将滚珠丝杆和直线导轨穿过隧道模型内部；

S2，气动转动电机，转动电机带动滚珠丝杆转动，从而驱动传感器台座在直线导轨上滑动，传感器台座上的设备连续记录隧道内部收敛变形的数据以及图片；

S3，重复若干次S2，并记录采集结果，直至实验结束。

传感器台座上设置有无线位移传感器和相机。

与现有技术相比，本发明在滚珠丝杆和直线导轨上设置有传感器台座，通过转动电机带动滚珠丝杆进行转动，能够使传感器台座在隧道模型内部能够螺旋式前进，本发明能够更加准确、完整、连续地记录隧道在断层错动下的破坏与收敛变形的过程。

本发明的工作方法通过转动电机对滚珠丝杆提供转动动力，使传感器台座在沿着直线导轨在滚珠丝杆上滑动，实现了隧道模型内部检测的连续性、准确性。本方法操作简单，成本较低，可以有效监测隧道模型实验过程中的隧道内部收敛变形的实时记录，应用范围广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中转动电机和滚珠丝杆的连接示意图；