1.本发明涉及土木工程施工技术领域，特别涉及一种基坑深层土体变形监测装置及计算方法。
背景技术：
2.在工程建设领域，经常需要建设基坑。然而，基坑土体深层变形的控制极其重要。传统基坑土体深层变形采用测斜仪进行测量，一般采用人工测量的形式，测量效率比较低，测量精度差。
3.因此，亟需开发一种基坑深层土体变形监测装置及计算方法，来解决人工测量基坑土体深层变形存在的测量效率比较低、测量精度差的问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种基坑深层土体变形监测装置及计算方法，能够直观显示深层土体变形的发展趋势，并能够实时测量深层土体变形量。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.一种基坑深层土体变形监测装置，包括测量管体和应力传感器，所述测量管体的管壁具有一定厚度，所述测量管体内壁沿着测量管体长度方向等间距间隔设有多组应力传感器组，每组应力传感器组包括两个应力传感器，所述两个应力传感器的安装高度一致。
7.进一步地，每组两个应力传感器分别设置于近基坑侧和远基坑侧，所述两个应力传感器分别固定于测量管体内壁同一高度的对称凹槽内。
8.本发明还提供了一种基坑深层土体变形计算方法，该计算方法包括如下步骤：
9.步骤s1、提供前述的基坑深层土体变形监测装置备用，且在所述装置安装前测定每一节段的弯曲圆心所对应的角度θ以及对应的半径r；
10.步骤s2、判断土体变形方向：
11.同一深度处，当近基坑侧的应力传感器产生压应力、远基坑侧的应力传感器产生拉应力，则表明此处的土体产生的变形趋势是向基坑外侧的变形；
12.同一深度处，当近基坑侧的应力传感器产生拉应力、远基坑侧的应力传感器产生压应力，则表明此处的土体产生的变形趋势是向基坑内侧的变形；
13.步骤s3、在基坑开挖过程中，实时测定同一深度处两个应力传感器的应力大小的平均值σ，根据弹性力学公式可知：ε＝σ
÷
e，其中，ε为变形；σ为应力，单位：mpa；e为测量管体的弹性模量，单位：mpa；
14.步骤s4、任意相邻两个节段分别记为a、b，a和b两个节段的长度均为l，单位：m，则根据弹性力学公式可知：a和b两个节段的变形量为
15.△
l＝2l
×
ε，
16.步骤s5、根据弧长公式2l＝r
×
θ，则2l+
△
l＝(r+
△
r)
×
θ，得到：
△
r＝(2l+
△
l)
÷
θ-r，其中
△
r即为a和b节段连接处的土体水平位移值，
17.单位：m。
18.进一步地，所述应力传感器采用无线实时传输的形式，能够实时直观展示某一剖面处土体深层水平位移的变形趋势和变形量的大小。
19.进一步地，所述测量管体的管壁厚度为5mm。
20.与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
21.本发明提供的基坑深层土体变形监测装置及计算方法，该监测装置,包括测量管体和应力传感器，测量管体的管壁具有一定厚度，测量管体内壁沿着测量管体长度方向等间距间隔设有多组应力传感器组，每组应力传感器组包括两个安装高度一致的应力传感器；该计算方法,首先，在装置安装前测定每一节段的弯曲圆心所对应的角度以及对应的半径；然后，通过应力传感器是产生压应力或拉应力判断土体变形方向；最后，通过弧长公式换算得到土体变形量的大小。本发明综合考虑基坑开挖过程中深层土体变形监测的便捷性，能够直观显示深层土体变形的发展趋势，并能够实时测量深层土体变形量。
附图说明
22.图1为本发明实施例中基坑深层土体变形监测装置的示意图；
23.图2为本发明实施例中基坑深层土体变形监测装置的工作原理图。
24.图中：
25.1-测量管体；2-应力传感器。
具体实施方式
26.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基坑深层土体变形监测装置及计算方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
27.下面结合图1和图2详细说明本发明的基坑深层土体变形监测装置的结构组成。
28.实施例一
29.请参考图1和图2，本实施例中一种基坑深层土体变形监测装置，包括测量管体1和应力传感器2，测量管体1的管壁具有一定厚度，例如5mm。测量管体1内壁沿着测量管体1长度方向等间距间隔设有多组应力传感器组，每组应力传感器组包括两个应力传感器2，两个应力传感器2的安装高度一致。
30.在本实施例中，更优选地，每组两个应力传感器2分别设置于近基坑侧和远基坑侧，两个应力传感器2分别固定于测量管体1内壁同一高度的对称凹槽内。该装置的具体工作原理如下：
31.①
同一深度处，近基坑侧的应力传感器2产生压应力、远基坑侧的应力传感器2产生拉应力，则表明此处的土体产生的变形趋势是向基坑外侧的变形。
32.②
同一深度处，近基坑侧的应力传感器2产生拉应力、远基坑侧的应力传感器2产生压应力，则表明此处的土体产生的变形趋势是向基坑内侧的变形。
33.请继续参考图1和图2，本发明还提供了一种基坑深层土体变形计算方法，该计算
方法包括如下步骤：
34.步骤s1、提供前述的基坑深层土体变形监测装置备用，且在装置安装前测定每一节段的弯曲圆心所对应的角度θ以及对应的半径r；
35.步骤s2、判断土体变形方向：
36.同一深度处，当近基坑侧的应力传感器2产生压应力、远基坑侧的应力传感器2产生拉应力，则表明此处的土体产生的变形趋势是向基坑外侧的变形；
37.同一深度处，当近基坑侧的应力传感器2产生拉应力、远基坑侧的应力传感器2产生压应力，则表明此处的土体产生的变形趋势是向基坑内侧的变形；
38.步骤s3、在基坑开挖过程中，实时测定同一深度处两个应力传感器2的应力大小的平均值σ，根据弹性力学公式可知：ε＝σ
÷
e，其中，ε为变形；σ为应力，单位：mpa；e为测量管体的弹性模量，单位：mpa；
39.步骤s4、任意相邻两个节段分别记为a、b，a和b两个节段的长度均为l，单位：m，则根据弹性力学公式可知：a和b两个节段的变形量为
△
l＝2l
×
ε，
40.步骤s5、根据弧长公式2l＝r
×
θ，则2l+
△
l＝(r+
△
r)
×
θ，得到：
41.△
r＝(2l+
△
l)
÷
θ-r，其中
△
r即为a和b节段连接处的土体水平位移值，单位：m。
42.在本实施例中，更优选地，应力传感器2采用无线实时传输的形式，能够实时直观展示某一剖面处土体深层水平位移的变形趋势和变形量的大小。
43.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。