[發明專利]使用移動式測斜儀監測邊坡穩定性的施工方法

無效

• 申請號: 201010251551.7
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101963501A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 劉文峰;韓偉;王輔宋;馮保記;楊松遠
• 申請（專利權）人: 劉文峰
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;E02D17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、所屬領域

本發明屬于土木工程結構安全檢測領域，適用于大中型水利水電工程，鐵路，公路，橋梁，高層建筑，大型露天采礦工程，隨著工程規模的加大機受場地的限制，經常需在復雜環境下，人為開挖高陡巖質邊坡或土坡。這些復雜邊坡工程系統在不同部位，不同施工時間的穩定性是動態變化的，并存在著穩定性相對薄弱的部位，而這些穩定性薄弱的部位制約著整個邊坡系統的穩定性。

整套系統包括便攜式讀數儀雙軸測斜儀探頭及電纜與上位機分析軟件。

二、背景技術

從巖土力學的角度來看，邊坡處治是通過某種結構人為給邊坡巖土體施加一個外力作用或者通過人為改善原有邊坡的環境，最終使其達到一定的力學平衡狀態。但由于邊坡內部巖土力學作用的復雜性，從地質勘察到處治設計均不可能完全考慮邊坡內部的真實力學效應，我們的設計都是在很大程度的簡化計算上進行的。為了反映邊坡巖土真實力學效應、檢驗設計施工的可靠性和處治后的邊坡的穩定狀態，邊坡工程防治監測具有極其重要的意義。

邊坡處治監測的主要任務就是檢驗設計施工、確保安全，通過監測數據反演分析邊坡的內部力學作用，同時積累豐富的資料作為其他邊坡設計和施工的參考資料。邊坡工程監測的作用在于：

(1)為邊坡設計提供必要的巖土工程和水文地質等技術資料。

(2)邊坡監測可獲得更充分的地質資料(應用測斜儀進行監測和無線邊坡監測系統監測等)和邊坡發展的動態，從而圈定可疑邊坡的不穩定區段。

(3)通過邊坡監測，確定不穩定邊坡的滑落模式，確定不穩定邊坡滑移方向和速度，掌握邊坡發展變化規律，為采取必要的防護措施提供重要的依據。

(4)通過對邊坡加固工程的監測，評價治理措施的質量和效果。

(5)為邊坡的穩定性分析、提供重要依據。

邊坡工程監測是邊坡研究工作中的一項重要內容，隨著科學技術的發展，各種先進的監測儀器設備、監測方法和監測手段的不斷更新，使邊坡監測工作的水平正在不斷地提高。

三、發明內容

使用移動式測斜儀監測邊坡穩定性的施工方法，該測斜儀是由便攜式讀數儀、雙軸測斜儀探頭及電纜和上位機分析軟件組成，雙軸測斜儀探頭所測到的數據通過電纜傳輸到便攜式讀數儀上面，便攜式讀數儀通過數據線與帶有分析軟件的上位機連接，打開PC端分析軟件后，將數據下載在PC端。

使用方法為，將電纜測頭從箱中取出，把電纜測頭和測桿槽口對齊連接，然后擰緊緊固螺絲，然后再把電纜和讀數計連接。將讀數儀的開關打開，如正常將測頭豎起并沿四個導輪平面正反方向傾斜，數顯有正負變化。將測頭導輪卡置在測斜管的導槽內，將測頭放入測斜管中，放松電纜，使測頭滑至孔底。測頭在孔底停置10分鐘，以便在孔內溫度穩定。將測頭拉起至最近深度標志為測讀起點，每0.5m測一個數，利用電纜標志測讀，使測頭升至測斜管頂端為止。每次測讀時都應將電纜標志對準。將測頭旋轉180°，重新放入測斜管中，重復上述步驟在相同的標志測讀。在測孔中將探頭放置在測斜管底并開始讀數，探頭每提升0.5米讀數記錄，直到測斜管頂部這組讀數稱為Uout1，旋轉180°按同樣方法測量，這組數據數稱為Uout2。數據處理：將最初測量的數值稱為初測值，它是以后該測孔的基準，以后的測值稱為新測值，那么變化值為：

變化值＝新測值-初測值

變形位移是從測斜管底端開始，將變化值的代數和累加到測斜管頂端，這樣就可以觀查該測孔任一深度水平變化的位移。

本系統測斜儀探頭部分使用芬蘭VTI公司生產的高精度傾角儀芯片SAC100T，輸出精度達到0.0025弧度，即9弧秒。并且將信號調理電路和采集電路也做在了探頭內部，將SCA100T的輸出信號直接經過信號調理電路送入采集電路。這樣做與將采集電路做在便攜式讀數儀上的最大優點是：避免了信號的衰減誤差，大幅度的提升了系統性能。因為一般移動式測斜儀的電纜長度在20米到50米左右，這樣對于秒級的角度信號來說很容易受到外界信號的干擾以及本身的衰減，這樣造成的誤差將會大大增加。本系統將采集電路做在探頭內部，避免了上述的干擾，并且采用ADI公司生產的高性能混合信號處理器AuDC845，內部含有兩個高分辨率的24位的Δ-∑ADC，極大地提高了系統精度。傳感器探頭輸出信號為標準RS485信號，理論傳輸距離1200米，足夠滿足該系統的需求了。探頭部分的供電范圍為5V到10V，供電范圍寬，便于現場使用，對于本套設備電源直接由便攜式讀數儀提供，由于探頭內部采用低功耗的LDO電源芯片，極大地減少了系統功耗，延長了系統的現場連續工作時間。