[实用新型]一种用于边坡模型试验的位移实时测量设备

说明书

本实用新型属于边坡模型试验领域，提供了一种用于边坡模型试验的位移实时测量设备，其包括位移检测传感器、信号接收器以及数据处理模块；所述位移检测传感器布设在边坡模型中，信号接收器以及数据处理模块布设在边坡模型外；每个所述位移检测传感器包括六轴陀螺仪和信号发射器，所述六轴陀螺仪用于检测坡体变形信号并经所述信号发射器向外发射出去，所述信号接收器用于接收所述信号发射器发射的信号并传送至数据处理模块，由数据处理模块得到模型试验中边坡的空间变形量和变形过程。

技术领域

本实用新型属于边坡模型试验领域，尤其涉及一种用于边坡模型试验的位移实时测量设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

边坡模型试验是基于相似性原理，通过对边坡原型的抽象，运用数学关系建立两者物理量的联系，实现对边坡原型物理过程的重演。边坡模型试验是地质力学模型试验方法，一般根据边坡原型控制一些相同或相似的条件，施加对应的外部荷载，研究边坡的变形破坏特征和演化过程，从而揭示其变形破坏机理和破坏模式，指导边坡的预测与防治工作。

边坡位移作为模型试验中的一个基本观测量，是分析边坡动力学行为的基础。为了对边坡演化过程精准观测，目前边坡模型试验通常采用高速摄影测量系统对边坡位移进行测量，其方法是在边坡模型的一侧安装网格板，按照一定的尺寸绘制网格；在边坡模型的两侧架设高速摄影机，以每秒数百至数千帧的速率采集试验过程中的变形影像，再采用数字图像处理技术研究边坡模型的变形量和变形速度。

现有的高速摄影位移测量系统在边坡模型试验中存在以下问题：①高速摄影测量系统只能捕捉到边坡表层的变形影像，而无法获取边坡内部的深部变形情况；②边坡模型中岩土体变形除了线位移，还有角位移，高速摄影位移测量系统难以对岩土体运动进行全面刻画；③高速摄影测量系统一般是在边坡发生变形之后才能通过影像记录边坡变形过程，难以实时对边坡位移进行分析和计算；④高速摄影测量系统对硬件要求高，需要价格昂贵的高速摄影机，限制了高速摄影位移测量系统在边坡模型试验中的应用。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种用于边坡模型试验的位移实时测量设备，其可以获取模型试验中边坡的空间位移场，可以实时获取边坡的变形情况，能够供试验人员快速地观测各种试验条件下边坡模型的反应。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于边坡模型试验的位移实时测量设备，其包括位移检测传感器、信号接收器以及数据处理模块；

所述位移检测传感器布设在边坡模型中，信号接收器以及数据处理模块布设在边坡模型外；

每个所述位移检测传感器包括六轴陀螺仪和信号发射器，所述六轴陀螺仪用于检测坡体变形信号并经所述信号发射器向外发射出去，所述信号接收器用于接收所述信号发射器发射的信号并传送至数据处理模块，由数据处理模块得到模型试验中边坡的空间变形量和变形过程。

作为一种实施方式，所述位移检测传感器还包括外壳，所述六轴陀螺仪和信号发射器均设置于外壳内。

作为一种实施方式，所述外壳还设置有电池，所述电池用于为所述位移检测传感器提供电能。

作为一种实施方式，每个所述信号接收器包括无线电接收机，所述无线电接收机用于接收所述位移检测传感器发送信号。

作为一种实施方式，所述信号接收器的布设数量至少三个。

作为一种实施方式，所述信号发射器采用低功耗无线传输模块。

作为一种实施方式，所述六轴陀螺仪用于采集边坡模型中设定位置处的X轴、Y轴、Z轴的加速度和俯仰角、横滚角以及偏航角这些位移参数。

作为一种实施方式，所述数据处理模块还与显示模块相连。