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(jiān)測儀器。在國外，上世紀(jì)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(jiān)測。我國從八十年代開始引進美、日、英等國生產(chǎn)的測斜儀對一些重大的巖土工程進行原位監(jiān)測，取得了良好效果。一些相關(guān)的研究機構(gòu)隨后研制出電阻應(yīng)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(yīng)用于水利水電、礦產(chǎn)冶金、交通與城建巖土工程領(lǐng)域，在保證巖土工程設(shè)計、施工及其使用安全中，發(fā)揮了重要的作用。

　　測斜管通常安裝在穿過不穩(wěn)定土層至下部穩(wěn)定地層的垂直鉆孔內(nèi)。使用數(shù)字垂直活動測斜儀探頭，控制電纜，滑輪裝置和讀數(shù)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(dāng)?shù)孛姘l(fā)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(zhuǎn)換成側(cè)向位移。對比當(dāng)前與初始的觀測數(shù)據(jù)，可以確定側(cè)向偏移的變化量，顯示出地層所發(fā)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(dāng)測斜探頭在測斜管內(nèi)自下而上逐段滑動測量時，探頭內(nèi)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(jù)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(yīng)在位移的正方向及測頭調(diào)轉(zhuǎn)180度以后的反方向各測讀一次數(shù)據(jù)，取正反兩方向測讀數(shù)據(jù)的代數(shù)平均值作為傾角測值。