第三章-岩土工程监测仪器与原理.pdf

第三章 岩土工程监测仪器与工作原理 1、变形的机械量测方法 2、相对位移观测仪器 3、岩土体的倾斜变形观测仪器 4、沉降变形观测 5、应力应变监测 6、压力测量仪器 7、地下水监测 8、TDR监测 第一节 变形的机械量测方法 两点之间的位移量测，最直接的方式为用钢卷 尺的测量，但精度相对较低，且必须在被测物 体表面进行。 物体内部的变形或位移测量，需要将位移传递 到便于测量的物体表面。 位移传递方式可以采取测杆、测绳等方式，并 保证传递的精度。 机械量测工具可以采取游标卡尺、百分表、深 度尺等。 必要时可以安装位移传感器实现电测。 1．单双点锚固式变位计 A 用途 单双点锚固式变位计是一种比较经济、操作简单、结构牢固、 工作可靠、容易安装的测量地下形变的监测仪器。广泛用于 矿井、隧洞及岩石开挖周边的变形测量，建筑物基础和桥墩 变形观测，以及土坝边坡稳定监测等。 B 结构型式 国内使用的单点杆式变位计内灌浆锚栓1；测杆与锚栓接头 2 ；装在保护套管内的传递杆3 ；变位计基准端4 ；百分表座(或 电测传感器)及可调节的测杆5；百分表6等组成。 C 观测原理 锚头与被测岩土体连成一体，测杆在护管内是 的其长 度无变化，当锚头与表座间存在相对位移时，表座与测杆间 的间距会发生变化，用百分表或位移传感器可测出其变化值， 代表了锚固点与表座处（围岩表面）之间的相对位移。 单双点锚固式变位计 2、引张线式水平位移计 A ．用途 引张线式水平位移计是由受张拉的铟瓦合金钢丝构成的机械式测量水平位移的 装置。其优点是工作原理简单、直观、耐久，观测数据可靠，适合于长期观测。 B ．结构型式 主要由锚固板( 高350 长600mm 厚6-10mm 的矩形钢板) 、铟瓦合金钢丝(Co54 和 Cr9φ2~3mm线膨胀系数低(每1℃为6~7x10 )，强度高）、钢丝头固定盘、分线盘、保 护管、伸缩接头、固定标点台和游标卡尺等组成. 1—钢丝锚固点；2—外伸缩管；3—外水平保护管；4—游标尺；5—φ 2铟钢丝；6— 导向 ；7—砝码；8—固定标尺 2、引张线式水平位移计 保护管多用镀锌钢管 ， 或高强度的硬 PVC 塑料管 。管径 50.8~127mm 。每根长1~4mm 。装锚固板的保护管应车制螺纹，中间管 段两端口要打光锉毛。 钢丝端头固定盘和分线盘是同一件用铝合金制成的圆盘厚度 7~25mm，与伸缩接头相配，均布打穿线圆孔，孔数决定测点数量。 伸缩接头是内径比保护管粗且带法兰盘的短管。可与另一伸缩接头 连接，其间可夹持锚固板、分线盘。与保护管连接处有压环、浸油石 棉盘根和压紧螺帽构成的挡泥圈。 固定标点台就是观测台，在铁制钢性框架上装设有固定标点，游 标卡尺，导向轮，拉直引张钢丝的恒重砝码。 2、引张线式水平位移计 C．工作原理 在测点高程水平铺设能 伸缩、经防锈处理的镀锌钢管(或硬质高强度塑 料管)，从各测点固定盘引出钢瓦合金钢丝至观测台固定标点，经导向轮，在其 终端系一恒重硅码，测点移动时，带动钢丝移动，在固定标点处用游标卡尺量 出钢丝的相对位移，即可算出测点的水平位移量。测点位移大小等于某时刻t时 读数与初始读数之差，加相应观测台内固定标点的位移量。 1— 坝体；2—伸缩管接头；3—导向轮；4—游标卡尺；5—保护钢管； 6—锚固板；7—钢丝；8—恒重砝码 第二节 相对位移观测仪器与原理 位移传感器原理 多点位移计 滑动测微仪 收敛计 测缝计 1 振弦式位移传感器 A ．结构型式 钢弦式位移计由位移传动杆、传动弹簧、钢弦、电磁线圈、钢弦 支架、防水套管、导向环、内外保护套简、两瑞连接拉杆和万向节等 部件构成。电缆常用二芯 电缆。