[发明专利]全断面岩石掘进机关键部位振动与应变监测方法

权利要求书

1.一种全断面岩石掘进机关键部位振动与应变监测方法，其特征在于，步骤如下：

Ⅰ、传感器的布置

第一步，总体安全性布局

本监测方法针对全断面岩石掘进机的刀盘、支撑盾体、驱动电机、主梁、支撑靴进行测量；被监测部件要求既能反应运动状态又相对安全的测量点；具体布局如下：

选择刀盘的振动测量点和应变测量点，在两个人孔和两个水孔中布置传感器，人孔中只布置振动传感器，水孔中布置振动传感器和应变传感器；

选择支撑盾体的振动测量点，在支撑盾体顶部、内表面布置振动传感器；

选择驱动电机的振动测量点，在电机盒的侧面布置振动传感器；

选择主梁的振动测量点，在主梁前端上表面布置振动传感器；

选择支撑靴的振动测量点，在支撑靴内侧面布置振动传感器；

第二步，局部强化保护和连接

对各监测点布置的传感器和使用的工业电池加装金属保护罩，以实现抗撞击和防水防潮的作用；金属保护罩均采用焊接方式进行固定，传感器节点与金属保护罩采用强力磁座联结，并且金属保护罩底部设有与磁座相对应的凹槽，以确保传感器在监测过程中，方向不偏移；对于无线信号发射与接收天线均采用磁吸附的方式固定；对于采集应变信息的应变计与被监测部位采用螺纹连接固定；

第三步，供电

供电方式分为两种，刀盘内的传感器采用工业电池方式供电；其他监测部位的传感器采用电源线直接供电的方式；

第四步，信号传输及监测

无线网关设置在TBM主机操作室，接受TBM主机系统刀盘的振动及应变信号，支撑盾体、主梁、驱动电机及支撑靴的振动信号，对于检测到的超出正常值的应变及振动信号及时预警，并显示在TBM主机操作室的计算机上，生成TBM的工作日志；

Ⅱ、等效映射法测量模型的建立

等效映射待测点S0的评估值如下：

式中：ε₀为待测点S0的应变；

ε_i为测量点S1，S2，S3，S4的应变；

α_i为各测量点的位置参数，α_i＝1～10；各测量点距离S0点越近，相应的α_i越大；

P为测量点S1，S2，S3，S4所形成的被测部位的局部结构参数，无加强筋时，P＝1，有加强筋时，P＝1～10，加强筋越多，P越大；

β为突变系数，当待测点S0处有加强筋时，β＝0.3～0.7；当待测点S0处有应力突变时，β＝1.1～1.6，当待测点S0处无特殊结构，β＝1。

2.根据权利要求1所述的全断面岩石掘进机关键部位振动与应变监测方法，其特征在于，所述的测量点S1，S2，S3，S4所在的测量圆的直径不超过0.5m。