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測斜儀
    發布時間: 2017-12-05 22:07    

GN-1 型測斜儀廣泛適用于測量土石壩、面板壩、巖體邊坡、土建基坑、路基等結構物的“垂直”水平位移,該儀器配合測斜管可反復使用。測量時被測值由手持遙控器選定存入讀數儀(具有智能識別,直接顯示工程值即位移量或角度),傳輸給計算機,計算出位移量并繪制管形圖,無紙化操作。測斜儀采用的是耐沖擊型傾斜傳感器,承載電纜為帶鋼芯表面鑲有標尺的聚胺脂電纜。測斜儀具有智能識別功能。

  本使用說明僅適用于本公司生產的GN-1型測斜儀。

1用途

    GN-1型測斜儀廣泛適用于測量土石壩、面板壩、邊坡、土基、基坑、巖體滑坡等結構物的水平位移。配用本公司的GN-103型讀數儀測讀數據,并可將數據傳入計算機進行處理。

2規格及主要技術參數

規 格 型 號

GN-1

       測桿直徑,  mm

                 25/38

           ,  mm

500

           ,  mm

700

       測量范圍, °

±30

       最小讀數,〃/F

4

位移分辨率,mm/500mm

0.01

       測量電纜

帶鋼絲芯及長度標記的聚胺脂四芯電纜

3結構及工作原理

3.1結構

GN-1型測斜儀采用了耐沖擊型傾斜傳感器,電纜為帶承載鋼芯表面鑲有標尺的聚胺脂電纜。測斜儀主要由傾斜傳感器、測桿、導輪、信號傳輸電纜及繞盤等組成,

3.2工作原理

在被測物內埋設測斜管, 測斜管內壁上有兩對互成90 °的導向槽,將測斜儀按某一方向順導槽放入測斜管內,逐段進行測量,從而得到測斜管每段軸線與鉛垂線之間的傾角和該段的水平位移值,累加后得出測斜管全長范圍內的總水平位移值,并可描繪出測斜管隨被測物變形的曲線。

如圖1所示:測斜儀以鉛垂線為軸,傾向高端導向輪一側為正值,傾向另一側為負值。

 

3.3計算方法:

3.3.1當被測物發生傾斜變化時,帶動測斜管同步變化,測斜儀將測量測斜管軸線與鉛垂線所成的傾角,并換算成水平位移值,該位移值Si與輸出的讀數Fi具有如下關系:

Si = L×Sin(a + b×Fi + c×Fi2 + d×Fi3)

式中:Si—測斜管軸線在i段與鉛垂線的水平位移值,單位為mm;

      Fi測斜儀在i段的實時測量值,單位為F;

      abcd—測斜儀的標定系數;

      L—測點間距。

    測斜管軸線與鉛垂線的總水平位移值 (2)

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

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

式中:S0—總基準值,單位為mm。

S—測斜管軸線的總水平位移值,單位為mm。

3.3.2被測物傾斜變形量的計算方法:               

Si = Si - Si0

式中:△Si—被測物在i點實測水平位移值相對于基準值的變化量,單位為mm ;

      Si i段的實測水平位移值,單位為mm ;

      Si0—在i段的基準值,單位為mm 。

   被測結構物的總傾斜變形量

S = S - S0

式中:△S —測斜管軸線的總水平位移值相對于總基準值的變化量,單位為mm;

4埋設與安裝

GN-1型測斜儀為一種可重復使用的測量儀器,測斜儀的測量方法是測量測斜管軸線的傾斜度。所以測量前必須先埋設測斜管,方可實現測量。

4.1測斜管的安裝

安裝時中應注意導槽的方向,導槽方向必須與設計要求定準的方向一致。先將最下端測斜管裝上管底蓋,用螺絲或膠固定;其它測斜管與接管之間用自攻螺絲固定,并堵住縫隙,防止泥沙進入管內;按次序逐節放入鉆孔中,直至孔口;若鉆孔內有水,須朝管內注入清水。確認測斜管安裝完好后進行按設計要求進行回填,回填材料一般用膨潤土、原土沙或砂漿;回填時每填至35米時要進行一次注水,注水是為了使膨潤土球或原土沙遇水后與孔壁結合的牢固,以此方法直至孔口。測斜管地表管口段應澆注上混凝土,露在地表上的測斜管須用鋼管加以保護,蓋上管蓋,嚴禁防止物體落入。

注意:安裝完成的測斜管應先用測斜儀模擬器試放,模擬測斜儀順測斜管互成90°的兩個導向槽內都能很平順地通過,說明測斜管安裝完好。

4.2測斜儀組裝

首先檢查測斜儀的導輪不應晃動并且轉動靈活、扭簧是否有力、密封圈有否完好。將測桿與電纜連接頭連接在一起,為防止測斜儀進水影響測值的穩定,連接一定要牢固可靠,用扳手將電纜連接頭與測桿擰緊。先將電纜從電纜繞盤上放出孔深的長度來,再將讀數儀的測量線擰在電纜繞盤的插座上。打開讀數儀,將測斜儀在鉛垂線上轉動,檢查輸出讀數是否正常(以鉛垂線為軸傾向高端導輪一側讀數為正,傾向另一邊讀數為負,如圖1所示),并做好測量前的準備。

4.3測量

按需要測量方向將測斜儀置入測斜管內,并使導輪完全進入導槽內并放至管底,停留五分鐘后拉動電纜,使電纜上的記號對準管口,停留3秒鐘左右,待讀數儀顯示的讀數穩定后,按一下手持存貯按鈕或儀表面板上的存貯鍵,實時測量值將被存貯在讀數儀中;以此類推,每個記號讀數一次。

測量基準點一般選用管底。測斜管底部可靠地固定在基巖或其它比較穩定的結構物中(埋入深度應大于50cm)。

若不能確定測斜管底部是否穩定,此時可將測量基準點定為管口,并在管口設立經緯儀測量標點。每次測斜前應用經緯儀檢查管口坐標有無變化。

4.4測值

為提高測量精度,消除系統測量誤差,正、反方向各測讀一遍,計算各段位移量取其平均值。即:

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

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

每根測斜管所有同高程上正、反方向兩次測值和的一半計算值,應為測斜儀的理論鉛垂狀態下的讀數值,此Six′或Siy′應趨近某一定值。即:

Six′=(Si(+x) + Si(-x))2

Siy′=(Si(+y) + Si(-y))2

若測值Six′與Siy有離散性;主要原因是:①測斜儀前、后兩組導輪的幾何形心的連線在正、反兩次測量時不完全平行;②導向輪與導向槽的配合不好;③導向輪與輪軸之間的間隙太大;④測斜管與土體固結不好。

如果測斜管的接縫過大,某一導輪正巧停在此處,Six′或Siy′也會出現較大的變化。因此在測管的接頭處可反復多測幾次。如果某一、兩處的和值與正常值明顯偏差過大可剔除不用。









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