[实用新型]一种现场岩体结构面张开与剪切变形长期监测装置

说明书

一种现场岩体结构面张开与剪切变形长期监测装置包括方形脚标、T形脚标、游标板；方形脚标上设有固定主尺；所述T形脚标上设有方形孔道，方形孔道上端设有副主尺，所述游标板包括第一游标板、第二游标板，第一游标板套设在固定主尺上，所述第二游标板设在固定主尺穿过方形孔道的一端上，所述第一游标板上设有第一游标，所述第二游标板上设有第二游标。本实用新型装置采用纯机械化，克服了野外复杂环境对监测装置的影响，采用滚动轴与滑动滚珠连接，避免了野外岩体结构面变形监测的单一性，更是克服了野外复杂环境下岩体结构面变形监测时间上的局限性。

技术领域

本实用新型实用岩体岩体结构面的变形监测，尤其是一种可用于在野外长期复杂环境下岩体结构面张开变形与剪切变形的监测装置。

背景技术

我国已先后修建了数量众多的各类水利水电工程，随着这些大型或巨型水库的出现，会打破库区多年来自然形成的平衡状态，特别是地表水和地下水环境的重大变化，导致库区边坡岩体结构面的变形。自然界的岩体结构面往往存在节理、裂隙等大量微观或宏观的缺陷，水库蓄水后，水分子的入渗和出渗，不仅会导致岩体力学参数劣化，而且也会逐渐改变微观结构的变化，促进岩体结构面新生节理、裂隙的产生和节理、裂隙的发育。同时，岩体结构面中节理、裂隙在地应力的作用下承受着挤压、张开和剪切等变形，岩体的结构面变形处是应力释放或集中的关键部位，其性质往往控制着整个岩体结构的稳定，也是决定库区边坡稳定性的关键所在，另一方面，相对于低渗透性的完整岩石本身，岩体结构面中的节理、裂隙网络通常主导着地下水的运移方向，而且，岩体结构面节理、裂隙形成的水岩自由接触面也是地球化学反应的主要发生场所，节理、裂隙的存在极大的影响了岩体结构内部的应力场、渗流场及地球化学反应的进行。

水库蓄水后，为了防洪、发电等运行调度的要求，库水位往往需要在一定范围内反复升降变化，在两岸形成消落带。消落带是库岸边坡的敏感地带，在库水大幅度涨落的条件下，消落带部分岩土体周期性处于疏干和饱和交替的动态，地下水时而受库水补给，时而排出，使库岸边坡部分岩土体处于浸泡-风干的交替动态。三峡库区库岸边坡消落带岩体结构面破坏图，从2008年试验性蓄水以来，从图中可以看出，在145m～175m消落带区域，几乎不存在植被，岩体结构面的节理、裂隙充分发育，张开度较大，呈分层崩解、破碎趋势，而且这种破坏呈渐进发展趋势，说明库岸边坡裂隙岩体在水-岩作用下的损伤劣化效应非常明显。而岩体结构面的发育将直接影响库岸边坡的变形稳定，很可能使前期稳定的库岸边坡向不稳定方向发展，所以岩体结构面的变形监测对库区岩体工程研究非常重要。在长期库水作用下，一方面结构面开度会增加，另一方面在荷载和库水作用下，会沿着结构面发生剪切变形，因此，对节理岩体的结构面张开变形和剪切变形进行现场监测进而为岸坡变形稳定提供基础数据显得尤为重要。

目前，野外岩体结构面的变形监测方法有许多种，精密仪器及电子监测装置试验的成本高、实施难度比较大，难以满足野外监测的复杂环境（如库岸边坡库水位的升降）。库岸边坡岩体结构面的变形监测对于库岸边坡稳定性研究具有重要意义，而现有的测量装置难以适用于野外的复杂环境，以及对岩体结构面张开与剪切两个方向的变形进行监测。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种现场岩体结构面张开与剪切变形长期监测装置，可以解决环境复杂、无法同时考虑张开与剪切两个方向的变形影响问题，实现在复杂环境下，对岩体结构面张开与剪切变形的双向监测。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种现场岩体结构面张开与剪切变形长期监测装置，包括采用螺栓通过方形脚标和T形脚标预留孔将检测装置固定安装在结构面两侧，方形脚标上垂直固定一个主尺，游标板滑动套接在主尺上，并与T形脚标滑动连接。T形脚标顶部固定安装另一个主尺，并在T形脚标中间设有主尺穿过的方形孔道，T形脚标中下方内外两侧分别设有圆形环道，每个圆形环道中间放置若干滑动滚珠，每个滑动滚珠通过滚动轴分别与游标板连接；

岩体结构面变形监测装置中，游标固定在游标板上，游标板与大滚动轴连接，滑动滚珠与小滚动轴连接，大滚动轴和小滚动轴采用套筒连接。