一种用于隧道爆破作用下支护结构变形的检测装置的制作方法

1.本实用新型属于隧道施工技术领域，特别是涉及一种用于隧道爆破作用下支护结构变形的检测装置。


背景技术：

2.随着高速公路、铁路和地下轨道交通工程的发展，隧道工程呈现逐年增加的趋势，对于岩质隧道施工，采用爆破掘进时，爆破是围岩损伤的最主要的影响因素，为保证施工安全，需要一种专门的装置用来检测爆破点临近的隧道支护结构，爆破冲击作用下，是否会出现不稳定甚至破坏的情况。
3.目前隧道爆破施工振动的测试原理是在爆破地点附近的保护对象安置传感器，对爆破振动进行监测，测出爆破振动值和主振频率大小，根据gb6722-2014《爆破安全规程》规定的爆破振动安全允许标准，作出爆破振动监测评判结论，但该方法适用于距离爆破点远端的振动测试，同时传统的检测装置在对传感器安装与定位时不够便捷。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于隧道爆破作用下支护结构变形的检测装置，用于解决现有技术中传统的爆破振动检测方法无法检测距离爆破点临近的隧道支护结构，同时对传感器安装时的定位不够便捷的技术问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于隧道爆破作用下支护结构变形的检测装置，包括：应变片传感器、连接线缆、动态应变仪和测试数据分析系统；
6.所述应变片传感器通过支架固定安装在隧道内壁，所述应变片传感器设有多组，多组所述应变片传感器环形设置在隧道支护结构上；
7.所述应变片传感器与所述动态应变仪通过所述连接线缆电性连接；
8.所述动态应变仪接收所述多组应变片传感器的信号；
9.所述测试数据分析系统与所述动态应变仪通过有线通讯或ap无线通讯的方式与动态应变仪进行通讯；
10.所述支架包括底板、安装板、刻度线和卡线盒，所述安装板可拆卸的安装在所述底板上，所述底板固定粘接在隧道内壁上，所述底板上开有刻度线，所述安装板上开有通槽，所述通槽大小与所述应变片传感器对应，所述底板一端还固定安装有卡线盒。
11.可选地，所述卡线盒包括底座、盖板和预紧组件，所述底座固定安装在所述底板上，所述盖板与所述底座铰连接，所述盖板与所述底座相对位置均开设有弧形凹槽，所述盖板与所述底座扣合状态下对应的所述弧形凹槽形成一个环形通孔，所述环形通孔开设有两组，所述预紧组件对闭合状态下盖板进行限位。
12.可选地，所述盖板与所述底座通过合页铰连接。
13.可选地，所述弧形凹槽内嵌入安装有多组弧形胶圈
14.可选地，所述预紧组件包括螺旋线板、转轴和固定柱，所述螺旋线板固定安装在所
述转轴上，所述转轴与所述盖板可旋转连接，所述螺旋线板内侧开设有卡槽，所述固定柱固定设置在所述底座上，所述螺旋线板绕转轴旋转时，所述固定柱进入所述螺旋线板的开口内。
15.可选地，所述螺旋线板内侧的所述卡槽开设有多组。
16.可选地，所述底板上开有两组缺口，所述缺口位于刻度线的两端。
17.可选地，所述底板内两侧均开有滑槽，所述安装板滑动卡设在两组所述滑槽内。
18.如上所述，本实用新型的一种用于隧道爆破作用下支护结构变形的检测装置，至少具有以下有益效果：
19.1、通过支架将多组应变片传感器安装在隧道支护结构上，在对支架进行定位时，首先将底板固定粘接在隧道内壁，底板安装过程中可以通过激光水平仪确定安装截面，将底板上开设的刻度线与激光水平仪的发射出截面线重合；然后将安装板安装在底板上，通过安装板上开设的通槽对应变片传感器进行定位安装，保证了多组应变片传感器的安装方向一致且位于同一截面，进而减小测量误差。
20.2、通过对螺旋线板进行旋转，固定柱进入螺旋线板的开口内，而在螺旋线板旋转的过程中，其内壁与固定柱的距离逐渐减小，最终固定柱与螺旋线板的内壁接触挤压，此时对盖板与底座的闭合施加了一个预紧力，弧形胶圈对连接线缆产生挤压，防止在安装与使用过程中连接线缆与应变片传感器焊点脱落，进而影响信号传输，同时螺旋线板内侧开设有卡槽，固定柱滑入卡槽内实现螺旋线板的自锁。
附图说明
21.图1显示为本实用新型的整体安装结构示意图；
22.图2显示为本实用新型的支架结构示意图；
23.图3显示为本实用新型的预紧组件结构示意图。
24.图中：101、应变片传感器；102、连接线缆；103、动态应变仪；104、测试数据分析系统；105、隧道支护结构；110、底板；111、安装板；112、刻度线；120、底座；121、盖板；122、弧形凹槽；123、环形通孔；124、合页；125、弧形胶圈；130、螺旋线板；131、转轴；132、固定柱；140、开口；141、滑槽；150、缺口。
具体实施方式
25.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
26.请参阅图1至图3。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
27.以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限
于以下单个实施例展现的内容。
28.实施例1：
29.参照图1至图3，一种用于隧道爆破作用下支护结构变形的检测装置，包括：应变片传感器101、连接线缆102、动态应变仪103和测试数据分析系统104；
30.应变片传感器101通过支架固定安装在隧道内壁，应变片传感器101设有多组，多组应变片传感器101环形设置在隧道支护结构105上，根据支护结构模态分析结构，确定应变片传感器101的布置位置和个数。可选地，应变片传感器101可以依次选取支护结构的拉、压应力最大的15个区域布置应变片，这样有利于获得结构响应的最大数据采集结构。
31.应变片与动态应变仪103通过连接线缆102电性连接。可选地，连接线缆102可以采用五芯屏蔽线，芯线采用高强度四氟线，每根4通道，军用25芯微矩形插头。考虑到在爆破恶劣环境中使用，在外面加装防爆软管，其走线采用贴合壁面的方式，保护电缆不受冲击和摩擦，保证在爆破时电缆的安全性。
32.动态应变仪103接收多组应变片传感器101的信号。可选地，动态应变仪103可采用16通道的应变仪，支持应变、位移、加速度等物理量，每测点连续采样频率2khz，智能导线识别、导线电阻自动测量与修正，自动校准功能，其外部加装铝合金外壳，保证爆破冲击下结构的安全性。
33.支架包括底板110、安装板111、刻度线112和卡线盒，安装板111可拆卸的安装在底板110上，底板110固定粘接在隧道内壁上，底板110上开有刻度线112，安装板111上开有通槽，通槽大小与应变片传感器101对应，底板110一端还固定安装有卡线盒，首先将底板110固定粘接在隧道内壁，底板110安装过程中可以通过激光水平仪确定安装截面，将底板110上开设的刻度线112与激光水平仪的发射出截面线重合；然后将安装板111安装在底板110上，通过安装板111上开设的通槽对应变片传感器101进行定位安装，保证了多组应变片传感器101的安装方向一致且位于同一截面，进而减小测量误差。
34.测试数据分析系统104与动态应变仪103通过有线通讯或ap无线通讯的方式与动态应变仪103进行通讯。可选地，测试数据分析系统可以采用基于labview虚拟仪器软件平台，开发包含频谱分析模块、频响分析模块、数字滤波及labview图形用户界面等组成，采用多通道同步实时测量记录工作方式进行检测。
35.实施例2：
36.参照图2，在实施例1的基础上，进一步的是，
37.卡线盒包括底座120、盖板121和预紧组件，底座120固定安装在底板110上，盖板121与底座120铰连接，可选地，盖板121与底座120通过合页124铰连接。盖板121与底座120相对位置均开设有弧形凹槽122，盖板121与底座120扣合状态下对应的弧形凹槽122形成一个环形通孔123，环形通孔123开设有两组，预紧组件对闭合状态下盖板121进行限位，对应变片传感器101安装完成后，应变片传感器101一端需要焊接连接线缆102，焊接后的连接线缆102卡设在环形通孔123内，而弧形凹槽122内嵌入安装有多组弧形胶圈125，胶圈125与连接线缆102接触，通过挤压摩擦力对线缆进行固定，防止在安装与使用过程中连接线缆102与应变片传感器101焊点脱落，进而影响信号传输。
38.实施例3：
39.参照图2和图3，在实施例2的基础上，进一步的是,
40.预紧组件包括螺旋线板130、转轴131和固定柱132，螺旋线板130固定安装在转轴131上，转轴131与盖板121可旋转连接，螺旋线板130内侧开设有卡槽，固定柱132固定设置在底座120上，螺旋线板130绕转轴131旋转时，固定柱132进入螺旋线板130的开口140内。
41.螺旋线板130固定在转轴131上，在螺旋线板130绕转轴131旋转时，固定柱132进入螺旋线板130的开口140内，而在螺旋线板130旋转的过程中，其内壁与固定柱132的距离逐渐减小，最终固定柱132与螺旋线板130的内壁接触挤压，此时对盖板121与底座120的闭合施加了一个预紧力，弧形胶圈125对连接线缆102产生挤压，保证连接线缆102的固定安装，同时螺旋线板130内侧开设有卡槽，固定柱132滑入卡槽内实现螺旋线板130的自锁。
42.实施例4：
43.参照图2和图3，在实施例3的基础上，进一步的是，螺旋线板130内侧的卡槽开设有多组，可以多档位调节压力，适应不同直径的连接线缆102。
44.实施例5：
45.参照图2和图3，在实施例1的基础上，进一步的是，底板110上开有两组缺口150，缺口150位于刻度线112的两端，在对底板110对齐激光线时刻度线112指示更清晰。
46.实施例6：
47.参照图2和图3，在实施例1的基础上，进一步的是，底板110内两侧均开有滑槽141，安装板111滑动卡设在两组滑槽141内，安装板111可以沿着滑槽141滑动，对应变片传感器101的位置进行平行微调。
48.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。