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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种隧道截面收敛变形监测装置及监测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116399252B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310411488.6，技术领域涉及：G01B11/16；该发明授权一种隧道截面收敛变形监测装置及监测方法是由尤润州;任亮设计研发完成，并于2023-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道截面收敛变形监测装置及监测方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种隧道截面收敛变形监测装置及监测方法，监测装置包括传感单元和若干鱼眼轴承支座；所述传感单元包括与隧道截面具有相同弧长和弯曲半径的弧形薄壁矩形方管和依次间隔地设于弧形薄壁矩形方管上的若干组应变传感器；若干鱼眼轴承支座依次间隔地连接于弧形薄壁矩形方管上，所述鱼眼轴承支座连接固定在隧道截面内表面上。监测装置与隧道截面变形一致，应变传感器获得传感单元各测点应变信息，结合监测方法，实现隧道截面收敛变形实时监测。本发明监测装置及监测方法具有适应性强、计算效率高、实时性好、受环境因素影响小等优点。

本发明授权一种隧道截面收敛变形监测装置及监测方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道截面收敛变形监测方法，该方法使用隧道截面收敛变形监测装置，其特征在于，所述隧道截面收敛变形监测装置包括传感单元101和若干鱼眼轴承支座103；所述传感单元101包括与隧道截面具有相同弧长和弯曲半径的弧形薄壁矩形方管201和依次间隔地设于弧形薄壁矩形方管201上的若干组应变传感器202；若干鱼眼轴承支座103依次间隔地连接于弧形薄壁矩形方管201上，所述鱼眼轴承支座103连接固定在隧道截面内表面上； 所述隧道截面收敛变形监测方法包括如下步骤： S1、建立空间直角坐标系x-y-z：沿传感单元101左右端节点连线建立x轴，沿传感单元101拱顶方向建立y轴，根据右手螺旋法则确定z轴，坐标系原点位于传感单元101截面中心处； S2、建立弧坐标s：沿传感单元101弧长方向建立自然坐标轴，坐标原点位于传感单元101左端节点； S3、将传感单元101在空间直角坐标系x-y-z中任意一点坐标表示为： 其中，xp、yp和zp为控制点p的坐标；m为控制点的总数；Rpξ为插值函数； S4、沿弧坐标方向在传感单元101不同位置设置若干应变测点，每个应变测点包括两个应变传感器202，分别安装在传感单元101上下外表面，根据应变传感器202的实测应变值，求解得到拉伸应变实测值εi和弯曲曲率实测值ki为： 其中，和分别为上表面和下表面应变传感器202的实测应变值；i为应变传感器202在传感单元101的安装位置；h为同一测点处两个应变传感器202的中心间距；r为应变测点处传感单元101的曲线曲率半径； S5、利用拉伸应变实测值和弯曲曲率实测值建立求解向量F： F＝[ε1k1ε2k2…εnkn]T 其中，n为传感单元101上应变测点的数量；F的维度为2n×1； S6、采用控制点变形将传感单元101切向变形u、径向变形v和转角表示为： 其中，up、vp和为控制点p处的切向变形、径向变形和转角；m为控制点的总数；Rpξ为插值函数； S7、利用曲梁应变-位移关系，求解得到拉伸应变理论值εξ和弯曲曲率理论值kξ： 其中，J为弧微分；u′和为传感单元101切向变形u和传感单元101转角对s求一阶导数；H1和H2为由插值函数Rpξ及其导数构成的向量；U为控制点变形向量；r为应变测点处传感单元101的曲线曲率半径； S8、利用不同应变测点处拉伸应变理论值εξ和弯曲曲率理论值kξ建立求解矩阵M： 其中，ξi为应变测点i对应的拉伸应变理论值εξ和弯曲曲率理论值kξ；Ri′ξi为插值函数Riξi对ξi求一阶导数；J为弧微分；r为应变测点处传感单元101的曲线曲率半径；n为传感单元101上应变测点的数量；m为控制点的总数；M矩阵维度为2n×3m； S9、建立变形求解目标函数ΦU，求解得到隧道截面收敛变形： 其中，λ为惩罚系数。

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