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技術文章
一文帶你了解測斜儀的工作原理
測斜儀
是一種測定鉆孔傾角和方位角的原位監測儀器。在國外,上世紀五十年代就利用測斜儀對土石壩、路基、邊坡及其隧道等巖土工程進行原位監測。我國從八十年代開始引進美、日、英等國生產的測斜儀對一些重大的巖土工程進行原位監測,取得了良好效果。一些相關的研究機構隨后研制出電阻應變式、加速度計式和電子計式等智能型測斜儀。各種各樣的測斜儀廣泛應用于水利水電、礦產冶金、交通與城建巖土工程領域,在保證巖土工程設計、施工及其使用安全中,發揮了重要的作用。
測斜管通常安裝在穿過不穩定土層至下部穩定地層的垂直鉆孔內。使用數字垂直活動測斜儀探頭,控制電纜,滑輪裝置和讀數儀來觀測測斜管的變形。第一次觀測可以建立起測斜管位移的初始斷面。其后的觀測會顯示當地面發生運動時斷面位移的變化。觀測時,探頭從測斜管底部向頂部移動,在半米間距處暫停并進行測量傾斜工作。探頭的傾斜度由兩支受力平衡的伺服加速度計測量所得。一支加速度計測量測斜管凹槽縱向位置,即測斜儀探頭上測輪所在平面的傾斜度。另一支加速度計測量垂直于測輪平面的傾斜度。傾斜度可以轉換成側向位移。對比當前與初始的觀測數據,可以確定側向偏移的變化量,顯示出地層所發生的運動位移。繪制偏移的變化量可以得到一個高分辨率的位移斷面圖。此斷面圖有助于確定地面運動位移的大小,深度,方向和速率。
當測斜探頭在測斜管內自下而上逐段滑動測量時,探頭內的傳感器敏感地反映出測斜管在每一深度段L處的傾斜角度變化,進而根據傾斜角求出不同高程處的水平位移增量,即,由測斜管底部測點開始逐段累加,可得任一高程處的水平位移,即,式中:di為第i測量段的水平位移增量;θi為第i測量段管軸線與鉛垂線的夾角;Sj為測斜管底端固定點(i=0)以上i=j點處的位移。
在測斜儀觀測時,為了消除和減少儀器的零漂及裝配誤差等,應在位移的正方向及測頭調轉180度以后的反方向各測讀一次數據,取正反兩方向測讀數據的代數平均值作為傾角測值。
更新更新時間:2022-01-07
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