《倾斜计在边坡监测中的应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《倾斜计在边坡监测中的应用.doc（5页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 倾斜计在边坡监测中的应用 JEFF N.SCHUYLER在广州的报告，2001 倾斜计，是一种测试自身转动的仪器，并因此而得到结构单元或者地表安装部位的转动。几乎所有的地表移动都显示出转动位移，即便是以平移为主的滑坡体，也会产生倾斜变形，我们可以用常规的电解式倾斜计很方便地探测到这种倾斜。基于电解式水平传感元件的倾斜计，具有一些独特的优点。它没有可移动的机械部件，不会产生漂移；具有极好的灵敏度和重复性，一般在10-6量级，比如1mm/km。换言之，监测地表移动的灵敏度超过通常用于岩土工程测量的伺服加速度计、钢弦式及箔式应变计；倾斜计固定安装在现场并连续地记录着监测数据，从而避免了因来回重复安
2、装而带来的误差。边坡监测对于一个处于滑移状态的边坡，用倾斜计监测可以确定滑移方向、圈定变形区域，而且多数情况下可以判定滑移的力学机理。倾斜计连续监测，确保可以获得靠间断性的人工测读所不可能监测到的信息。自1980年成功开发出倾斜计以来，高精度和自动化监测的要求很容易得到了满足；而传统的靠人工测读的测斜仪的方法不能满足这些要求，不过测斜仪能提供有用的深层滑移信息。倾斜计和测斜仪联合使用，构成一个适合多数边坡和结构稳定性调查的有效方法。在初期评估监测现场的滑移时，我们可以根据倾斜计的成果确定是否需要测斜仪、使用测斜仪测试的次数多寡，以及测斜钻孔位置的分布等。从另一方面来看，测斜仪可以探测边坡滑移三
3、维几何参数。测斜仪及倾斜计当边坡稳定性可疑是，通常的反映是立刻想到布置测斜钻孔。如果这种稳定性可疑的边坡发生快速移动，那么用这种方法通过几周或几个月的监测，可以获得关于变形速率及力学机理的良好信息。然而，多数情况下，边坡运动是缓慢的，从时间上或从费用上核计，用测斜仪监测这样的项目并不合算；而且根据测试结果还可能下不了结论，甚至因为混淆不清或者测试数据接近系统分辨率而得出错误的结论。为避免这些问题，可以在最初设置测斜钻孔的位置上布置一个或多个高分辨率的倾斜计。假如边坡运动速率缓慢，倾斜计的连续监测通常会在几周时间内建立一个平均运动速率的定量概念。固定式测斜仪和TDR(时域反射法)TDR时域反射法
4、是监测边坡和坝堤稳定性的一种新方法。开发TDR的初衷是用来确定通讯线及电力线的断裂及缺陷位置，但TDR可用于监测边坡的滑移，其数据采集由一个TDR电缆测试仪连接到灌注于钻孔中的同轴电缆而获取读数。TDR与雷达很相似。电脉冲沿着同轴电缆从地表向下传播，在电缆断裂或变形处即被反射回来，反射信号在电缆的特性信号曲线上显示为一个脉冲峰尖。边坡位移相对大小、变形速率以及变形位置能立即精确地确定下来。TDR与传统的测斜仪相比具有以下优点： 安装成本低 安装深度无限制 快速确定边坡移动 可以远程数据采集配合固定式倾斜计和数据采集仪，TDR可确定边坡移动的深度和移动的方向。双向倾斜计确定方向，数据采集仪可按程
5、序化指令开启TDR测试仪并采集同轴电缆和倾斜计的读数。我们可以建立一个测站，通过遥测按程序化指令自动采集监测数据。连续性数据采集现场监测技术发展到今天，高科技岩土工程监测手段成为现实。20世纪70年代以来，监测方法趋向于高精度、自动化并普遍运用个人电脑进行数据处理和分析。80年代以来，自动采集系统的成本下降，得以在岩土工程监测中广泛应用，这类应用分两类：便携式读数仪，测试工程师无需手工抄写测试数据，只需按一下采集按钮即可自动测读，从实质上讲数据保存是人工干预的，因为测试工程师携带着读数仪表在现场巡回测试，并且由人工将读数仪表与传感器连接起来进行测读。而和自动连续采集系统，它被安置在测试现场，按
6、项目要求而设置的采样率采集记录数据。连续采集系统极大地提高了测试精度，因为： 避免混淆数据而导致错误结论 克服人工读数误差 可实现远程测控 可实现24小时连续观测 如果滑移超过警戒限值，可实时报警连续监测系统便于及时确定边坡滑移速率及滑移方向，并能及时发现变化。对事发时间的准确记录，得以找出滑坡特性与外界因素诸如降雨、地震、坡度、人工建造活动之间的相关性。产品简介1. 801型单向倾斜计1) 801-H型，高精度小量程，比如用于机组安装、天线安装2) 801-S型，普通规格，标准型号，比如用于桥梁及建筑结构的监测3) 801-W型，大量程，比如用于水坝闸门及机械设备的安装2. TDR便携式电缆
7、测试仪TDR便携式电缆测试仪由TDR PAK硬件及PCTDR软件、TDRPLOT2000软件构成。将它与埋设于钻孔中的同轴电缆连接起来即可测读同轴电缆特性曲线，并由此反映出边坡位移的相对大小、位移变化速率、变形深度位置。也可以将TDR与CAMPBELL生产的CR10X数据采集仪相连而实现自动TDR监测。安装于便鞋计算机上的PCTDR软件给同轴电缆发出脉冲控制，TDRPLOT2000软件用于打印输出同轴电缆特性曲线。3. 固定式测斜仪(本节的内容组织在原文结构基础上有所调整并有所选摘)固定式测斜仪，用玻璃纤维杆将多个双向传感器连接起来，安装在通用测斜管里，用于边坡及堤坝变形监测。可用手持式870
8、型读数仪或796型自动采集仪采集读数，有多种通用的数据采集仪可以使用。固定式测斜仪有三种应用方式：1) 点式安装它用来测读安装位置的倾转角度。其基本假设是用测点处的倾转角度代表所在测管段的平均倾斜值。这种假设，在发生变形的测管长度大于安装于其中的传感器长度的情况下才成立。(注：即蠕变或测管均匀变形时成立)这种安装方式可以监测边坡蠕变、倾倒坍塌、下沉，以及适合于临时支撑结构或地下连续墙的监测。点式安装时，需要一组翼片夹持着传感器置于测管里。2) 段式安装在多数情况下，边坡滑移往往发生在不同深度的剪切面处，而其位置(深度)并不确定，这种情况适合用段式安装。段式安装前，卸下翼片，传感器下部用一组带通
9、用铰接的滑轮连接，上部连接一段玻璃纤维杆，以便将传感器延长到与量测段长度相近。滑轮组将上下各铰接段分开，起换向支点作用，使仪器段可以独立移动，不至于产生横向弯曲而调整自身长度。每一个量测段测试钻孔中分散测段的水平位移。3) 直接埋入式安装直接在边坡里按一定布置埋设传感器，可以大面积普查边坡变形，并且费用低廉。而且，也可以直接灌注于挡土墙、沉箱以及其他一些结构物内，以直接获取结构物的变形移动数据。4. 798型便携式数据采集仪 798型便携式数据采集仪，成本低，能自动监测各种现场监测用传感器，并具有报警功能，及时在恶劣环境中也非常容易使用。它集CR10X数据采集仪、直流电源、串行接口以及包括可选
10、的自动拨号器于一个防水的玻璃纤维机箱内。传感器、外接多路转换器等通过采集仪内部接线板与采集仪连接。蜂窝电话、调制解调器、储存模块和无线遥测等可供选配，以用于与主计算机通讯。并可提供六种终端以激发广泛的外部报警，包括自动拨号器、蜂鸣器、选通读取信号指示灯。如果配合LOG和TBASEII软件，798型便携式数据采集仪将会真正成为任何现场检测的解决方案。5. TBASEII数据分析软件Windows版TBASEII软件，具有强大的作图及数据分析功能，它能将多种数据采集仪上的数据下载并进行组织管理，也可以输入输出EXCELL格式文件。它还具有强大的工具，分析、显示及过滤传感器数据，以便更容易进行数据解
11、释及再现。通过INTERNET存取数据。所有数据可以通过INTERNET实现快速高效的分析，随时随地可下载并查看传感器数据。1)统计分析 统计工具提供快速方便的方法，来确定数据趋势，并对建立报警阀门限值十分有用 显示每个传感器通道参数，如最小值、最大值、均值、中值、标准差、方差；显示双向传感器的X- 和Y- 轴结果。2)时间序列分析 查阅输出结果随时间的关系 针对监测特性的临界值，曲线图可用多种方式进行人工控制3)谱分析 用图示说明变化频率与位移大小的关系 特别有用的是为滤波设计所确定的信号随时间变化的频率成分4)矢量图 绘制出单个双向倾斜计所在测点从初始位置移动的方向及位移大小 矢量图给出一
12、种鸟瞰概貌，反映倾斜计所在测点随时间的移动状况5)净向量图 以图形方式显示测区所有安装双向倾斜计的测点处的移动方向及大小 帮助确定测区内可能滑移的部分6)剖面分析 垂直剖面显示固定式测斜仪所在钻孔的横向变形 水平剖面显示出水平向布置的倾斜计发生的垂直位移，如底板、桥面的监测7)TBASEII软件主要特点 随时随地可通过INTERNET存取数据 维护倾斜计或其他传感器的数据，不限作业数目，最大通道数可达80，每个作业数据量可达20000组 自动追加新的测试数据到数据库 能储存每个传感器的位置、方位及备注 能储存比例因子、温度系数 按时间序列显示曲线图、矢量图、剖面图 提供多种过滤及视窗选项 可进行数据统计分析 输出数据，工进一步分析、制图以及演示
