1.一种用于隧道断面监测的形变测量装置,其特征在于,在对隧道断面形变进行测量时,所述装置设置在隧道衬砌内部,在隧道施工期间采用埋入式安装的方式设置在隧道衬砌内部,可以监测施工期间以及运营期间隧道断面的形变数据,所述装置包括:多个首尾相连的传感器短节,各个传感器短节能够测量得到三个相互垂直方向上与重力加速度方向上的夹角数据,所述传感器短节在安装时不受导轮或导槽方向限制,因此所述传感器短节可以直接埋入隧道衬砌内部;形变数据生成模块,其与所述传感器短节连接,用于根据所述夹角数据确定所述隧道断面的形变数据,形变数据生成模块利用各个传感器短节所测量得到夹角θ和各个传感器短节的长度来生成各个传感器短节所对应的形变数据,形变数据生成模块根据如下表达式来生成各个传感器短节所对应的形变数据:Δ(x,y,z)=θ(x,y,z)×L即存在:Δx=θ x ×LΔy=θ y ×LΔz=θ z ×L其中,Δx、Δy和Δz分别表示x、y和z方向上的形变,L表示传感器短节的长度;形变测量装置所测量得到的隧道断面的形变数据包括水平收敛形变量大小和形变速率,其中,基于传感器对包含的两个传感器短节能够分别得到两个对应位置处的形变数据,根据这两个形变数据可以得到隧道衬砌水平收敛状况以及隧道断面的拱部下沉状况;所述传感器短节包括:固定部;活动梁,其通过弹性件与所述固定部连接,所述活动梁的端部形成有凹槽,所述固定部与所述凹槽对应的位置处设置有档栓,所述凹槽与档栓能够配合地限制所述活动梁的位移幅度;激发信号生成部,其与所述活动梁连接,用于生成激发信号并将所述激发信号传输至所述活动梁,以使得所述活动梁在所述激发信号的作用下产生运动。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述传感器短节包括:若干活动电极,其与所述活动梁连接并向所述活动梁两侧延伸形成“丰”形结构;若干固定电极,其与所述若干活动电极配合地形成多个结构相同的电容结构。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述电容结构包括一个活动电极和两个固定电极,这两个固定电极分别位于该活动电极两侧。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,相邻传感器短节之间采用可自由弯曲的柔性节连接。
5.如权利要求1~4中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:若干温度传感器,其与所述形变数据生成模块连接,用于采集所述传感器短节位置处的温度数据并传输至所述形变数据生成模块;所述形变数据生成模块配置为根据所述温度数据对所述形变数据进行修正。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,首尾连接的预设数量的传感器短节形成一形变传感器模块,所述温度传感器的数量与所述形变传感器模块的数量一一对应,以测量与之对应的形变传感器模块的温度数据。
7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述温度传感器的数量与所述传感器短节的数量相同,各个温度传感器用于分别测量其对应的传感器短节的温度数据。
8.一种隧道断面环向连续变形自动监测系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1~7中任一项所述的形变测量装置。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:数据采集传输装置,其与所述形变测量装置连接,用于周期性地对所述形变测量装置所得到的隧道断面的形变数据进行数据采样,并将采样得到的数据进行上传。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述数据采集传输模块配置为根据所述传感器短节的安装位置对所述传感器短节进行配对,根据得到的传感器短节组进行隧道衬砌水平收敛的测量。
11.如权利要求9或10所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:云平台,其与所述数据采集传输装置通信连接,用于接收所述数据采集传输装置上传的数据并进行相关数据分析。