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测斜仪
    发布时间: 2017-12-05 21:53    

GN-1 型测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、岩体边坡、土建基坑、路基等结构物的“垂直”水平位移,该仪器配合测斜管可反复使用。测量时被测值由手持遥控器选定存入读数仪(具有智能识别,直接显示工程值即位移量或角度),传输给计算机,计算出位移量并绘制管形图,无纸化操作。测斜仪采用的是耐冲击型倾斜传感器,承载电缆为带钢芯表面镶有标尺的聚胺脂电缆。测斜仪具有智能识别功能。

  本使用说明仅适用于本公司生产的GN-1型测斜仪。

1用途

    GN-1型测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、边坡、土基、基坑、岩体滑坡等结构物的水平位移。配用本公司的GN-103型读数仪测读数据,并可将数据传入计算机进行处理。

2规格及主要技术参数

规 格 型 号

GN-1

       测杆直径,  mm

                 25/38

           ,  mm

500

           ,  mm

700

       测量范围, °

±12

       最小读数,〃/F

4

位移分辨率,mm/500mm

0.01

       测量电缆

带钢丝芯及长度标记的聚胺脂四芯电缆

3结构及工作原理

3.1结构

GN-1型测斜仪采用了耐冲击型倾斜传感器,电缆为带承载钢芯表面镶有标尺的聚胺脂电缆。测斜仪主要由倾斜传感器、测杆、导轮、信号传输电缆及绕盘等组成,

3.2工作原理

在被测物内埋设测斜管, 测斜管内壁上有两对互成90 °的导向槽,将测斜仪按某一方向顺导槽放入测斜管内,逐段进行测量,从而得到测斜管每段轴线与铅垂线之间的倾角和该段的水平位移值,累加后得出测斜管全长范围内的总水平位移值,并可描绘出测斜管随被测物变形的曲线。

如图1所示:测斜仪以铅垂线为轴,倾向高端导向轮一侧为正值,倾向另一侧为负值。

 

3.3计算方法:

3.3.1当被测物发生倾斜变化时,带动测斜管同步变化,测斜仪将测量测斜管轴线与铅垂线所成的倾角,并换算成水平位移值,该位移值Si与输出的读数Fi具有如下关系:

Si = L×Sin(a + b×Fi + c×Fi2 + d×Fi3)

式中:Si—测斜管轴线在i段与铅垂线的水平位移值,单位为mm

      Fi测斜仪在i段的实时测量值,单位为F

      abcd—测斜仪的标定系数;

      L—测点间距。

    测斜管轴线与铅垂线的总水平位移值 (2)

S0 = S10 + S20 + S30 + S40 + .......

S = S1 + S2 + S3 + S4 + .......

式中:S0—总基准值,单位为mm

S—测斜管轴线的总水平位移值,单位为mm

3.3.2被测物倾斜变形量的计算方法:               

Si = Si - Si0

式中:△Si—被测物在i点实测水平位移值相对于基准值的变化量,单位为mm

      Si i段的实测水平位移值,单位为mm

      Si0—在i段的基准值,单位为mm

   被测结构物的总倾斜变形量

S = S - S0

式中:△S —测斜管轴线的总水平位移值相对于总基准值的变化量,单位为mm

4埋设与安装

GN-1型测斜仪为一种可重复使用的测量仪器,测斜仪的测量方法是测量测斜管轴线的倾斜度。所以测量前必须先埋设测斜管,方可实现测量。

4.1测斜管的安装

安装时中应注意导槽的方向,导槽方向必须与设计要求定准的方向一致。先将最下端测斜管装上管底盖,用螺丝或胶固定;其它测斜管与接管之间用自攻螺丝固定,并堵住缝隙,防止泥沙进入管内;按次序逐节放入钻孔中,直至孔口;若钻孔内有水,须朝管内注入清水。确认测斜管安装完好后进行按设计要求进行回填,回填材料一般用膨润土、原土沙或砂浆;回填时每填至35米时要进行一次注水,注水是为了使膨润土球或原土沙遇水后与孔壁结合的牢固,以此方法直至孔口。测斜管地表管口段应浇注上混凝土,露在地表上的测斜管须用钢管加以保护,盖上管盖,严禁防止物体落入。

注意:安装完成的测斜管应先用测斜仪模拟器试放,模拟测斜仪顺测斜管互成90°的两个导向槽内都能很平顺地通过,说明测斜管安装完好。

4.2测斜仪组装

首先检查测斜仪的导轮不应晃动并且转动灵活、扭簧是否有力、密封圈有否完好。将测杆与电缆连接头连接在一起,为防止测斜仪进水影响测值的稳定,连接一定要牢固可靠,用扳手将电缆连接头与测杆拧紧。先将电缆从电缆绕盘上放出孔深的长度来,再将读数仪的测量线拧在电缆绕盘的插座上。打开读数仪,将测斜仪在铅垂线上转动,检查输出读数是否正常(以铅垂线为轴倾向高端导轮一侧读数为正,倾向另一边读数为负,如图1所示),并做好测量前的准备。

4.3测量

按需要测量方向将测斜仪置入测斜管内,并使导轮完全进入导槽内并放至管底,停留五分钟后拉动电缆,使电缆上的记号对准管口,停留3秒钟左右,待读数仪显示的读数稳定后,按一下手持存贮按钮或仪表面板上的存贮键,实时测量值将被存贮在读数仪中;以此类推,每个记号读数一次。

测量基准点一般选用管底。测斜管底部可靠地固定在基岩或其它比较稳定的结构物中(埋入深度应大于50cm)

若不能确定测斜管底部是否稳定,此时可将测量基准点定为管口,并在管口设立经纬仪测量标点。每次测斜前应用经纬仪检查管口坐标有无变化。

4.4测值

为提高测量精度,消除系统测量误差,正、反方向各测读一遍,计算各段位移量取其平均值。即:

Six(Si(+x) - Si(-x))2

Siy(Si(+y) - Si(-y))2

每根测斜管所有同高程上正、反方向两次测值和的一半计算值,应为测斜仪的理论铅垂状态下的读数值,此Six′或Siy′应趋近某一定值。即:

Six′=(Si(+x) + Si(-x))2

Siy′=(Si(+y) + Si(-y))2

若测值Six′与Siy有离散性;主要原因是:①测斜仪前、后两组导轮的几何形心的连线在正、反两次测量时不完全平行;②导向轮与导向槽的配合不好;③导向轮与轮轴之间的间隙太大;④测斜管与土体固结不好。

如果测斜管的接缝过大,某一导轮正巧停在此处,Six′或Siy′也会出现较大的变化。因此在测管的接头处可反复多测几次。如果某一、两处的和值与正常值明显偏差过大可剔除不用。

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