本發(fā)明涉及一種活動測斜儀，尤其涉及一種活動測斜儀及測量地層水平位移的方法。

背景技術(shù)：

測斜儀是一種用于測量鉆孔、基坑、地基基礎(chǔ)、墻體和壩體坡等工程構(gòu)筑物的頂角、方位角的儀器，測斜儀主要包括測頭導(dǎo)輪和測斜探頭，測頭導(dǎo)輪是沿測斜導(dǎo)管的導(dǎo)槽沉降或提升，測斜導(dǎo)頭內(nèi)的加速度傳感器可以敏感導(dǎo)管在每一深度處的傾斜角度，輸出一個電壓信號，通過特定的正弦函數(shù)將其換算成水平位移。

現(xiàn)有的測斜儀都是在假定測孔位置不變的前提下進(jìn)行工程實(shí)踐的測量，這種測量方式并沒有考慮到某一深度地層隨時間的移動變化量，利用上述測量方法所獲得的數(shù)據(jù)分析出的水平位移只是實(shí)際水平位移的一部分，無法全面準(zhǔn)確地反映工程實(shí)踐特征，相應(yīng)的在以此分析結(jié)果為依據(jù)的工程實(shí)踐中，存在潛在的工程風(fēng)險，為降低地層隨時間移動對測量結(jié)果造成的影響，測孔位置往往取得很深，這不僅增加了成本，而且并不能完全將地層水平位移的影響消除。由于活動測斜儀廣泛應(yīng)用于巖土邊坡、建筑物地基、礦井、基坑開挖以及地下結(jié)構(gòu)工程內(nèi)部水平位移觀測和路基剖面沉降觀測中，若某一地層水平位移過大，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，會造成重大的國民經(jīng)濟(jì)損失。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種操作簡便，可有效縮短鉆孔深度并消除現(xiàn)有測斜儀無法測量地層水平位移的缺陷的活動測斜儀及測量地層水平位移的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種活動測斜儀，包括測讀儀、gps定位儀、測斜管及測斜電纜，gps定位儀與測斜管的頂端相連，測斜管內(nèi)設(shè)置有活動探頭，測斜電纜的一端與測讀儀相連、另一端與活動探頭相連，活動探頭內(nèi)設(shè)置有加速度儀腔室，加速度儀腔室內(nèi)設(shè)置有加速度計傳感器，活動探頭在測斜電纜的帶動下能夠沿測斜管做升降運(yùn)動。

所述測斜電纜上設(shè)置有用于測知活動探頭沿測斜管移動距離的刻度值。

所述活動探頭的上部安裝有兩個相對設(shè)置的上導(dǎo)輪，活動探頭的下部設(shè)置有兩個相對設(shè)置的下導(dǎo)輪，測斜管的內(nèi)壁上開設(shè)有兩條與上、下導(dǎo)輪相適配的導(dǎo)向槽。

所述活動探頭的頂端設(shè)置有電纜連接頭。

所述活動探頭的底端設(shè)置有緩沖墊。

所述測斜管的底部設(shè)置有密封套。

所述測斜管是由pvc塑料制成的。

本發(fā)明還公開了一種測量地層水平位移的方法，該方法包括如下步驟：

步驟1，選用如上所述的活動測斜儀；

步驟2，將測斜管放入待測鉆孔內(nèi)，測讀儀放置在地表，gps定位儀安裝在測斜管高出地面的部分；

步驟3，制定測量周期t，在開始測量前，用gps定位儀測得測斜管頂端的初始坐標(biāo)值，在整個測量周期t內(nèi)，將活動探頭沿測斜管從第一個測點(diǎn)到最后一個測點(diǎn)每次移動距離l，每次移動的距離l通過測斜電纜上的刻度值進(jìn)行控制，距離l與測量周期t的乘積恰巧等于測斜管的長度；移動的過程中，地層實(shí)際上存在偏移量，地層的移動帶動測斜管發(fā)生偏移，活動探頭移動至每一深度處時，加速度計傳感器均將各深度處的傾斜角度θ實(shí)時傳輸至測讀儀，則活動探頭從前一測點(diǎn)移動至下一測點(diǎn)時，其水平偏移位移xi＝lsinθi，i＝0，1，2……n，其中n為測點(diǎn)的數(shù)量，測量周期t結(jié)束時，用gps定位儀測得測斜管頂端的終點(diǎn)坐標(biāo)值，通過初始坐標(biāo)值和終點(diǎn)坐標(biāo)值計算得到測斜管的水平總位移a，整個測量周期t內(nèi)，測斜管的水平偏移總位移c＝x1+x2+……xn，則通過下式即可計算出不同測量深度處的地層水平位移b，b＝a-c。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為：

本發(fā)明中的活動測斜儀結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，利用本發(fā)明中的活動測斜儀測量地層水平位移的方法解決了以往測斜儀只能在測孔位置固定假設(shè)條件下工作的弊端，使測量數(shù)據(jù)更符合現(xiàn)場實(shí)際，為邊坡、基坑支護(hù)施工提供了更可靠的依據(jù)。而且利用本發(fā)明無需打太深的孔即可測得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，有效地降低了測量成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中活動測斜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為測斜管的俯視圖。

圖3為本發(fā)明中活動探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為利用本發(fā)明測量地層水平位移的原理圖。

其中，

1、測讀儀2、gps定位儀3、測斜電纜4、導(dǎo)向槽5、活動探頭6、導(dǎo)向輪7、測斜管8、密封套9、電聯(lián)連接頭10、加速度儀腔室11、緩沖墊

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1至圖3所示，一種活動測斜儀，包括測讀儀1、gps定位儀2、測斜管7及測斜電纜3，gps定位儀2與測斜管7的頂端相連，所述測斜管7是由pvc塑料制成的，測斜管7的底部設(shè)置有密封套8，測斜管7內(nèi)設(shè)置有活動探頭5，測斜電纜3的一端與測讀儀1相連、另一端與活動探頭5相連，所述活動探頭5的頂端設(shè)置有電纜連接頭9，為避免工作時，對活動探頭5造成沖擊而影響數(shù)據(jù)，活動探頭5的底端設(shè)置緩沖墊11，活動探頭5內(nèi)設(shè)置有加速度儀腔室10，加速度儀腔室10內(nèi)設(shè)置有加速度計傳感器，測斜電纜3可將加速度計傳感器測得的信號實(shí)時傳輸至測讀儀1，所述活動探頭5上安裝有四個導(dǎo)向輪6，其中兩個安裝在活動探頭5的上部，另外兩個安裝在活動探頭5的下部，測斜管7的內(nèi)壁上開設(shè)有導(dǎo)向輪6相適配的導(dǎo)向槽4，活動探頭5在測斜電纜3的帶動下能夠沿測斜管7做升降運(yùn)動，測斜電纜3上設(shè)置有用于測知活動探頭沿測斜管移動距離的刻度值。

如圖4所示，本發(fā)明還公開了一種測量地層水平位移的方法，該方法包括如下步驟：

步驟1，選用如上所述的活動測斜儀；

步驟2，將測斜管7放入待測鉆孔內(nèi)，測讀儀1放置在地表，gps定位儀2安裝在測斜管7高出地面的部分；

步驟3，制定測量周期t，在開始測量前，用gps定位儀2測得測斜管7頂端的初始坐標(biāo)值，在整個測量周期t內(nèi)，將活動探頭5沿測斜管7從第一個測點(diǎn)到最后一個測點(diǎn)每次移動距離l，每次移動的距離l通過測斜電纜3上的刻度值進(jìn)行控制，距離l與測量周期t的乘積恰巧等于測斜管7的長度；移動的過程中，地層實(shí)際上存在偏移量，地層的移動帶動測斜管發(fā)生偏移，活動探頭5移動至每一深度處時，加速度計傳感器均將各深度處的傾斜角度θ實(shí)時傳輸至測讀儀，則活動探頭5從前一測點(diǎn)移動至下一測點(diǎn)時，其水平偏移位移xi＝lsinθi，i＝0，1，2……n，其中n為測點(diǎn)的數(shù)量，測量周期t結(jié)束時，用gps定位儀2測得測斜管7頂端的終點(diǎn)坐標(biāo)值，通過初始坐標(biāo)值和終點(diǎn)坐標(biāo)值計算得到測斜管的水平總位移a，整個測量周期t內(nèi)，測斜管的水平偏移總位移c＝x1+x2+……xn，則通過下式即可計算出不同測量深度處的地層水平位移b，b＝a-c。

通過以下計算示例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)說明：

1)通過gps定位儀測得水平位移a＝1.242

2)每次移動的距離l＝0.5，測量周期t＝4，由加速度計測得θ1＝22°、θ2＝26°、θ3＝23°、θ4＝25°，

3)由水平偏移位移xi＝lsinθi，(i＝0，1，2……n)，x1＝0.5sin22＝0.187x2＝0.5sin26＝0.219x3＝0.5sin23＝0.195x4＝0.5sin25＝0.211

4)每一深度的水平位移li：

本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。