CN114136255B - 一种测点自锁结构及带有该测点自锁结构的多点位移计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测点自锁结构及带有该测点自锁结构的多点位移计，属于隧道工程围岩深部位移测试技术领域，包括位移传递杆和套设在其一端中空的膨胀环；膨胀环包括柱形段和相对设置在柱形段两端且小端朝向柱形段的锥台段，锥台段的周向开设有多条膨胀缝，两锥台段内均设有膨胀推块，两膨胀推块之间填充有锚固剂，柱形段的周向面上开设有若干锚固剂溢出孔；膨胀环的两侧分别设有限位件和推动套筒，推动套筒在外力的作用下运动以使膨胀推块挤压锥台段的侧壁和锚固剂，锥台段的侧壁在膨胀推块的挤压下张开以与锚固孔壁锁定，锚固剂在膨胀推块的挤压下溢出膨胀环以实现锚固剂固化锚固，进而省去了注浆的复杂环节，且现场安装方便快捷。
Description
技术领域
本发明属于隧道工程围岩深部位移测试技术领域，涉及一种测点自锁结构及带有该测点自锁结构的多点位移计。
背景技术
隧道深部位移是了解隧道施工力学响应的关键技术参数，目前通常采用多点位移计进行测试。多点位移计安装质量直接关系到测试结果的可靠性，通常做法是通过注浆的方式将测点与孔壁固定以跟随位移一起变形，注浆施工工艺复杂繁琐。考虑到注浆材料的收缩特性，要确保测点与孔壁完全锚固协同变形，通常需要进行二次注浆，同时将孔内气体完全排除。这种情况实现起来比较困难，而且安装质量也难以保证。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种测点自锁结构及带有该测点自锁结构的多点位移计，以省去注浆的复杂环节，使现场安装方便快捷。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种测点自锁结构，包括位移传递杆和套设在其一端中空的膨胀环；膨胀环包括柱形段和相对设置在柱形段两端且小端朝向柱形段的锥台段，锥台段的周向开设有多条膨胀缝，两锥台段内均设有膨胀推块，两膨胀推块之间填充有锚固剂，柱形段的周向面上开设有若干锚固剂溢出孔；膨胀环朝向位移传递杆端部的一侧设有限位件，另一侧设有与位移传递杆螺纹连接的推动套筒，推动套筒靠近膨胀推块的一端具有环形结构以增大与膨胀推块的接触面积；推动套筒在外力的作用下运动以使膨胀推块挤压锥台段的侧壁和锚固剂，锥台段的侧壁在膨胀推块的挤压下张开以与锚固孔壁锁定，锚固剂在膨胀推块的挤压下溢出膨胀环以实现锚固剂固化锚固。
可选地，所述膨胀推块为锥台结构，且膨胀推块的锥度与对应锥台段的锥度同向，膨胀推块的锥度不大于膨胀环的锥度。
可选地，所述膨胀推块为柱形结构。
可选地，所述膨胀缝均布在锥台段的周向面上。
可选地，所述限位件为螺母或固定在位移传递杆端部的挡板。
一种多点位移计，包括多个测点自锁结构，测点自锁结构通过钢弦与频率仪相连，测点自锁结构应用上述所述的测点自锁结构。
可选地，每个测点自锁结构的位移传递杆长度、推动套筒长度根据测试要求确定。
本发明的有益效果在于：通过测点自锁结构实现测点与围岩的双重锁定与锚固，省去了注浆的复杂环节，现场安装方便快捷，且安装质量易保障，能够获得可靠有效的监测数据，提高了测试结果的可靠性。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种多点位移计的结构示意图；
图2为测点自锁结构的结构示意图。
附图标记：膨胀环1、膨胀推块2、柱形段3、推动套筒4、位移传递杆5、限位件7、锚固剂溢出孔8、膨胀缝9、孔壁10、频率仪11、钢弦12、测点自锁结构13。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参阅图1～图2，一种测点自锁结构13，包括位移传递杆5和套设在其一端中空的膨胀环1；膨胀环1包括柱形段3和相对设置在柱形段两端且小端朝向柱形段3的锥台段，锥台段的周向开设有多条膨胀缝9，两锥台段内均设有膨胀推块2，两膨胀推块2之间填充有锚固剂，柱形段3的周向面上开设有若干锚固剂溢出孔8；膨胀环1朝向位移传递杆端部的一侧设有限位件7，另一侧设有与位移传递杆5螺纹连接的推动套筒4，推动套筒4在外力的作用下运动以使膨胀推块2挤压锥台段的侧壁和锚固剂，锥台段的侧壁在膨胀推块2的挤压下张开以与锚固孔壁10锁定，锚固剂在膨胀推块2的挤压下溢出膨胀环1以实现锚固剂固化锚固。
可选地，膨胀推块2为锥台结构，且膨胀推块2的锥度与对应锥台段的锥度同向，膨胀推块2的锥度不大于膨胀环1的锥度。
可选地，膨胀推块2为柱形结构。
可选地，膨胀缝9均布在锥台段的周向面上。
可选地，推动套筒4靠近膨胀推块2的一端具有环形结构以增大与膨胀推块2的接触面积。
可选地，限位件7为螺母或固定在位移传递杆5端部的挡板。
一种多点位移计，包括多个测点自锁结构13，测点自锁结构13通过钢弦12与频率仪11相连，测点自锁结构13应用上述所述的测点自锁结构13。
可选地，包括三个测点自锁结构：第一测点、第二测点和第三测点；每个测点自锁结构13的位移传递杆长度、推动套筒长度根据测试要求确定。
本发明的测点自锁结构13的工作原理为：旋转推动套筒4带动膨胀推块2向内运动，膨胀环1的锥台段膨胀，膨胀环1的锥台段直径等于钻孔直径时，测点自锁结构13与围岩初步锁定，同时在膨胀推块2向内移动时，膨胀环1内的锚固剂通过开设在柱形段腔壁上的锚固剂溢出孔8和柱形段的两端端口被挤出，填充于测点自锁结构13与孔壁10的间隙之间，随着膨胀推块2的不断向内推进，间隙被锚固剂充满，锚固剂固化后，测点自锁结构13与围岩充分锚固，测点被充分固定，可与孔壁围岩协同变形。该结构与围岩存在双重锁定与锚固：一是膨胀环1的锥台段膨胀卡死；二是锚固剂固化锚固(效果等同于注浆)。
本发明的现场安装方法如下：1)根据研究需要设计孔深、测点数；2)确定测点自锁结构13的数量、推动套筒4的长度、位移传递杆5的长度和锚固剂量等；3)钻孔；4)组装多点位移计；5)充分放松膨胀推块2，向膨胀袋3内注入锚固剂；6)推动推动套筒4，以锁定锚固测点；7)封闭孔壁10预留测试线缆；8)安装采集器实施监测。
本发明的核心在于测点位置的测点自锁结构13，通过测点自锁结构13实现测点与围岩的锚固，省去了注浆的复杂环节，测点自锁结构13锁定后，围岩移动带动位移传递杆5移动，从而改变钢弦12的刚度，进而导致钢弦12的振动频率变化，即可通过频率仪11测得测点处的围岩位移。本发明现场安装方便快捷，且安装质量易保障，能够获得可靠有效的监测数据，提高了测试结果的可靠性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种测点自锁结构，其特征在于：包括位移传递杆和套设在其一端中空的膨胀环；膨胀环包括柱形段和相对设置在柱形段两端且小端朝向柱形段的锥台段，锥台段的周向开设有多条膨胀缝，两锥台段内均设有膨胀推块，两膨胀推块之间填充有锚固剂，柱形段的周向面上开设有若干锚固剂溢出孔；膨胀环朝向位移传递杆端部的一侧设有限位件，另一侧设有与位移传递杆螺纹连接的推动套筒，推动套筒靠近膨胀推块的一端具有环形结构以增大与膨胀推块的接触面积；推动套筒在外力的作用下运动以使膨胀推块挤压锥台段的侧壁和锚固剂，锥台段的侧壁在膨胀推块的挤压下张开以与锚固孔壁锁定，锚固剂在膨胀推块的挤压下溢出膨胀环以实现锚固剂固化锚固；膨胀推块为锥台结构，且膨胀推块的锥度与对应锥台段的锥度同向，膨胀推块的锥度不大于膨胀环的锥度。
2.根据权利要求1所述的一种测点自锁结构，其特征在于：所述膨胀缝均布在锥台段的周向面上。
3.根据权利要求1所述的一种测点自锁结构，其特征在于：所述限位件为螺母或固定在位移传递杆端部的挡板。
4.一种多点位移计，包括多个测点自锁结构，测点自锁结构通过钢弦与频率仪相连，其特征在于：测点自锁结构应用如权利要求1~3任一所述的测点自锁结构。
5.根据权利要求4所述的一种多点位移计，其特征在于：每个测点自锁结构的位移传递杆长度、推动套筒长度根据测试要求确定。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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