本申请用于岩土工程监测，特别是涉及一种变形监测装置和变形监测方法。
背景技术：
1、安全监测是各类基础设施建设期和运营期安全状态评估的基础手段，也是岩土工程动态设计的重要环节，传统的岩土工程变形监测，大多采用电感式、电阻式和振弦式的应变计等单传感器测量技术，存在采样数量有限、空间覆盖率低及数据代表性不确定的不足，随着工程发展的需要，对岩土工程大规模监测采样的要求越来越高，传统的点式监测方法已不能满足工程需求，而分布式的光纤位移监测技术，利用光纤轴向拉伸时光栅的波长漂移特性，建立应变与波长的关系，监测两固定点间的位置变化，但该方法难以同时满足岩土工程监测的高精度的要求。
技术实现思路
1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种变形监测装置和变形监测方法，其中，变形监测装置测量精度高，适用范围广，使用该变形监测装置的变形监测方法能够获得各点的位移沉降变形量。
2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种变形监测装置，包括第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一测量单元和第二测量单元，所述第一测量单元的远端与所述第二测量单元的近端铰接，所述第二测量单元能够在沉降方向上相对所述第一测量单元转动，所述第一光纤光栅的近端紧贴并固定在所述第一测量单元的顶部，所述第一光纤光栅的远端紧贴并固定在所述第二测量单元的顶部，所述第二测量单元的近端紧贴并固定所述第一测量单元的底部，所述第二光纤光栅的远端紧贴并固定在所述第二测量单元的底部。
4、本申请的某些实施例中，所述第一测量单元包括第一杆体和第一支撑部，所述第一杆体的远端与所述第一支撑部相连，所述第二测量单元包括第二杆体和第二支撑部，所述第二支撑部的近端与所述第二杆体相连，所述第一支撑部上设有设有转轴，所述第二支撑部上设有与所述转轴配合的轴孔。
5、本申请的某些实施例中，所述第一杆体的顶部沿其长度方向设有第一卡槽，所述第一杆体的底部沿其长度方向设有第二卡槽，所述第二杆体的顶部沿其长度方向设有第三卡槽，所述第二杆体的底部沿其长度方向设有第四卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽用于卡住所述第一光纤光栅，所述第三卡槽和所述第四卡槽用于卡住所述第二光纤光栅。
6、本申请的某些实施例中，所述第一卡槽、所述第二卡槽、所述第三卡槽和所述第四卡槽内均设有粘胶。
7、本申请的某些实施例中，所述第二支撑部包括套筒和支撑板，两个所述支撑板设在所述套筒的两侧，所述套筒和所述支撑板上均开设有所述轴孔。
8、本申请的某些实施例中，所述第一支撑部和所述第二支撑部之间设有角度限位组件，所述角度限位组件包括固定设置在所述第一支撑部上的第一扇形块和设置在所述支撑板上的第二扇形块，在所述第一测量单元和所述第二测量单元相对转动一定角度时，所述第一扇形块和所述第二扇形块限位抵接。
9、本申请的某些实施例中，所述第一杆体与所述第一支撑部之间通过螺栓连接，所述第二杆体与所述套筒之间通过螺栓连接。
10、本申请的某些实施例中，所述第一杆体与所述第二杆体的长度相等。
11、本申请的某些实施例中，包括缓冲层，所述缓冲层设在所述第一光纤光栅、所述第二光纤光栅、所述第一测量单元和所述第二测量单元的外周。
12、本申请还提供一种使用上述任一项中的变形监测装置的变形检测方法，包括如下步骤：
13、将所述变形监测装置埋设在岩土中；
14、在监测过程中，通过所述第二光纤光栅消除温度对应变的影响，获取所述第一光纤光栅的波长，所述第一测量单元安装的初始转角为θ0，并获取所述第二测量单元的偏转角θ1；
15、所述第一光纤光栅的长度为l，所述第二测量单元相对所述第一测量单元的垂直位移为δy，则所述第二测量单元上各处(i＝1,2...n)的位移沉降变形量通过如下公式获得
16、
17、上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：该变形监测装置通过将第一光纤光栅、第二光纤光栅分别固定在第一测量单元和第二测量单元的顶部和底部，同时第一测量单元和第二测量单元转动连接，因此只能产生沿地基沉降方向的位移，消除了横向变形的影响，实现将第一光纤光栅、第二光纤光栅的应变转换为第一测量单元和第二测量单元之间夹角的变化，后续通过这个夹角变化来计算第一测量单元和第二测量单元的偏转位移，有效增大了该变形监测装置的量程，且通过在上下侧成对布置的第一光纤光栅、第二光纤光栅，在第一测量单元和第二测量单元相对转动时，一侧的光纤光栅受拉时，另一侧的光纤光栅自然松弛的特性，受拉的光纤光栅转化为转角，松弛光纤仅受温度影响，通过两者之间波长的差进行计算，能够消除温度的影响，实现温度自补偿，提高测量精度，在使用时，可以通过多个第一测量单元和第二测量单元的串列加装，实现长距离、准分布式监测，通过第一光纤光栅和第二光纤光栅近端及远端的固定点的间距，可以实现不同精度和量程，使用该变形监测装置的变形监测方法能够获得各点的位移沉降变形量。
18、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
1.一种变形监测装置，其特征在于，包括第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一测量单元和第二测量单元，所述第一测量单元的远端与所述第二测量单元的近端铰接，所述第二测量单元能够在沉降方向上相对所述第一测量单元转动，所述第一光纤光栅的近端紧贴并固定在所述第一测量单元的顶部，所述第一光纤光栅的远端紧贴并固定在所述第二测量单元的顶部，所述第二测量单元的近端紧贴并固定所述第一测量单元的底部，所述第二光纤光栅的远端紧贴并固定在所述第二测量单元的底部。
2.根据权利要求1所述的变形监测装置，其特征在于，所述第一测量单元包括第一杆体和第一支撑部，所述第一杆体的远端与所述第一支撑部相连，所述第二测量单元包括第二杆体和第二支撑部，所述第二支撑部的近端与所述第二杆体相连，所述第一支撑部上设有设有转轴，所述第二支撑部上设有与所述转轴配合的轴孔。
3.根据权利要求2所述的变形监测装置，其特征在于，所述第一杆体的顶部沿其长度方向设有第一卡槽，所述第一杆体的底部沿其长度方向设有第二卡槽，所述第二杆体的顶部沿其长度方向设有第三卡槽，所述第二杆体的底部沿其长度方向设有第四卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽用于卡住所述第一光纤光栅，所述第三卡槽和所述第四卡槽用于卡住所述第二光纤光栅。
4.根据权利要求3所述的变形监测装置，其特征在于，所述第一卡槽、所述第二卡槽、所述第三卡槽和所述第四卡槽内均设有粘胶。
5.根据权利要求2所述的变形监测装置，其特征在于，所述第二支撑部包括套筒和支撑板，两个所述支撑板设在所述套筒的两侧，所述套筒和所述支撑板上均开设有所述轴孔。
6.根据权利要求5所述的变形监测装置，其特征在于，所述第一支撑部和所述第二支撑部之间设有角度限位组件，所述角度限位组件包括固定设置在所述第一支撑部上的第一扇形块和设置在所述支撑板上的第二扇形块，在所述第一测量单元和所述第二测量单元相对转动一定角度时，所述第一扇形块和所述第二扇形块限位抵接。
7.根据权利要求5所述的变形监测装置，其特征在于，所述第一杆体与所述第一支撑部之间通过螺栓连接，所述第二杆体与所述套筒之间通过螺栓连接。
8.根据权利要求2所述的变形监测装置，其特征在于，所述第一杆体与所述第二杆体的长度相等。
9.根据权利要求1所述的变形监测装置，其特征在于，包括缓冲层，所述缓冲层设在所述第一光纤光栅、所述第二光纤光栅、所述第一测量单元和所述第二测量单元的外周。
10.一种使用权利要求1～8中任一项所述的变形监测装置的变形检测方法，其特征在于包括如下步骤：
