[实用新型]模型试验用地层沉降监测装置

说明书

本实用新型提供了一种模型试验用地层沉降监测装置，包括保护管、保护壳、支架以及位移测量元件，保护管沿上下方向埋设于填土地层内，下端螺纹连接有封底管；保护壳滑动套设于保护管的外周，保护壳内设有沿径向贯穿保护管设置、且与保护管沿轴向滑动配合的测杆；支架架设于保护管的上方，且与混凝土地面相连；位移测量元件连接于支架上，位移测量元件的接线端连接有用于与测杆相连的测线，测线能够跟随测杆上下移动。本实用新型提供的模型试验用地层沉降监测装置，通过保护壳与保护管在水平方向上的相互限制，以保证埋设时测杆与保护管水平方向的相对位置稳定，避免测线与保护管的内壁发生摩擦干涉，从而实现对填土地层沉降值的精准测量。

技术领域

本实用新型属于沉降监测技术领域，更具体地说，是涉及一种模型试验用地层沉降监测装置。

背景技术

为了揭示隧道开挖引起的地层沉降规律，可以采用理论分析、数值计算和模型试验。但是由于地层条件的复杂性，地层计算参数和本构模型的获取很难与实际工程相符，通过理论分析和数值试验只能定性得到隧道施工对地层沉降的影响；而采用模型试验的方法通过相似理论可以配制与实际地层相似的模型材料，从而得到与实际施工过程更加接近的沉降规律。

通过模型试验模拟隧道施工过程时，由于隧道的开挖，引起隧道周围填土地层的应力场发生改变，同时在隧道上方的填土地层中产生沉降。由于模型试验中产生的沉降较小，目前采用的地层沉降监测装置，一般是在位移传感器的接线端连接测线，并在测线上套设保护管，测线在保护管的下端口延伸出来并连接铁片，将保护管与铁片埋设于填土地层中，其中保护管呈竖直方向埋设，铁片位于保护管下端口的下方，通过铁片的沉降量得出被测填土地层的沉降数值。但是在埋设过程中由于填土对保护管的挤压，非常容易使保护管沿水平方向偏移到铁片的一侧，进而带动测线与保护管内壁接触。在铁片沉降的过程中，测线会与保护管的内壁发生摩擦干涉，从而使铁片的沉降量减小，造成所测量填土地层的沉降数值不准确。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种模型试验用地层沉降监测装置，能够在埋设过程中使测线与保护管水平方向的相对位置稳定，避免测线与保护管的内壁接触并在测量过程中发生摩擦干涉，使测量的沉降数值更加准确。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种模型试验用地层沉降监测装置，包括保护管、保护壳、支架以及位移测量元件，保护管沿上下方向埋设于填土地层内，下端螺纹连接有封底管；保护壳滑动套设于保护管的外周，保护壳内设有沿径向贯穿保护管设置、且与保护管沿轴向滑动配合的测杆；支架架设于保护管的上方，且与混凝土地面相连；位移测量元件连接于支架上，位移测量元件的接线端连接有用于与测杆相连的测线，测线能够跟随测杆上下移动。

在一种可能的实现方式中，保护管包括第一套管以及第二套管，第一套管套设于测线的外周；第二套管螺纹套设于第一套管的下端，第二套管的周壁上贯穿设有沿第二套管的轴向延伸至其上缘的滑槽，保护壳滑动套设于第一套管和第二套管的外周，测杆滑动连接于滑槽内。

一些实施例中，滑槽在第二套管的周壁上对称设有两个，测杆的两端分别延伸至两个滑槽的外部。

在一种可能的实现方式中，保护壳的两相对侧壁上对称设有螺纹孔，测杆与螺纹孔螺纹连接。

在一种可能的实现方式中，保护管与位移测量元件均设有若干个，若干个保护管自上而下顺次螺纹连接，封底管与最下方的保护管相连，每个保护管上均滑动配合有测杆，若干个位移测量元件与若干个测杆一一对应连接。

一些实施例中，相邻两个测杆在水平面上的投影呈夹角设置。

在一种可能的实现方式中，位移测量元件包括两个位移传感器，每个位移传感器的接线端连接有一个测线，两个测线分别靠近测杆的两端设置。

一些实施例中，支架上水平设有安装板，位移传感器连接于安装板的底面上。

在一种可能的实现方式中，支架上转动连接有主轴沿水平方向延伸的绕线轮，测线绕设于绕线轮上。