活動測斜儀的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種活動測斜儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，測斜儀是一種用于測量鉆孔、基坑、地基基礎、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輪和測斜探頭，測頭導輪是沿測斜導管的導 槽沉降或提升，測斜導頭內(nèi)的加速度傳感器可以敏感導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。
[0003] 現(xiàn)有的測斜方法要求在監(jiān)測周期內(nèi)，測斜管底部的水平位移為零，這需要測斜孔 的深度要深于工程開挖的擾動深度。在實際工程中，鉆孔深度越深，鉆孔越困難，費用越高， 很難達到這一要求。如果測斜孔底部存在水平位移，這種測斜方式并沒有考慮到測斜儀底 部的水平位移，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際水平位移的一 部分，無法全面準確地反映工程實踐特征，相應的在以此分析結(jié)果為依據(jù)的工程實踐中，存 在潛在的工程風險，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，導致工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，會造成重大的國民經(jīng) 濟損失。
[0004]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進一步的改進和提尚。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活動測斜儀，其操作 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。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：
[0007] -種活動測斜儀，包括測讀儀、GPS定位儀、測斜管及測斜電纜、電纜支架和GPS定 位儀連接套，測讀儀位于測斜管一側(cè)，且兩者單獨設置，測斜電纜安裝于電纜支架上，GPS定 位儀連接套固定于測斜管上端，斜側(cè)電纜的一端穿過GPS定位儀連接套與設置于測斜管中 的活動探頭相連，GPS定位儀連接套上設置有至少一個GPS定位儀，電纜支架上設置有用于 將測斜電纜電壓信號傳輸給測讀儀的藍牙；
[0008] 所述電纜支架上設置有用于支撐測斜電纜的電纜導輪和固定電纜輸導管的鐵圈。
[0009] 所述電纜輸導管下端與GPS定位儀連接套上端固定連接。
[0010] 所述電纜輸導管上留有讀數(shù)孔，讀取測斜電纜的下放長度。
[0011] 所述測斜電纜上設置有用于測知活動探頭沿測斜管移動距離的刻度值，通過電纜 輸導管上留有讀數(shù)孔讀取電纜上的刻度值。
[0012] 所述活動探頭上安裝有四個導向輪，其中兩個導向輪安裝在活動探頭的上部，另 外兩個導向輪安裝在活動探頭的下部，測斜管的內(nèi)壁上開設有與導向輪相適配的導向槽， 導向槽保證導向輪在其內(nèi)移動，使活動探頭在測斜管中順暢地上下運動，避免擺動，有效提 高測量數(shù)據(jù)的準確性。
[0013] 所述活動探頭內(nèi)設置有加速度儀腔室，加速度儀腔室內(nèi)設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動。
[0014] 所述活動探頭的頂端設置有用于和測斜電纜相連的電纜連接頭，電纜連接頭內(nèi)部 與加速度傳感器相連，將速度傳感器測得的電壓信號經(jīng)測斜電纜和藍牙傳輸至測讀儀。
[0015] 所述活動探頭的底端設置有緩沖墊，緩沖墊可以避免在工作時，對活動探頭造成 沖擊而影響數(shù)據(jù)準確性，有效提高工作效率和數(shù)據(jù)準確度。
[0016] 所述測斜管的底部設置有密封套，避免鉆孔中的異物進入測斜管中，對測量造成 影響，以及對測斜管造成破壞，影響使用壽命，保證測斜管中的活動探頭正常運動。
[0017] 所述測斜管是由PVC塑料制成的，PVC塑料耐腐蝕，成本低，易于成形，質(zhì)量輕，易攜 帶。
[0018] -種利用活動測斜儀測量地層水平位移的方法，包括如下步驟
[0019] 步驟1，首先用便攜帶的GPS定位儀連接套和GPS定位儀測取剛埋設好的測斜管初 始坐標值Di;
[0020] 步驟2,經(jīng)過根據(jù)工程測斜要求的勘測時間后，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GPS定位儀連接套上，GPS定位儀連接套下端固定于測斜管 上，將GPS定位儀連接套上端與電纜輸導管相連，電纜輸導管由電纜支架的鐵圈固定，電纜 支架上放上電纜導輪，打開藍牙，進行測量；
[0021 ]步驟3，制定測量次數(shù)η，在開始測量前，用GPS定位儀測得測斜管頂端的坐標值D2， 在整個測量次數(shù)η內(nèi)，將活動探頭沿測斜管從第一個測點到最后一個測點每次移動距離L， 每次移動的距離L通過測斜電纜上的刻度值進行控制;移動的過程中，地層實際上存在偏移 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，由藍牙以電壓信號的 方式傳輸至測讀儀U+，滿足公式U + = K〇+K g Sin0，式中：Κ〇為加速度計偏值、Κ為加速度計靈 敏度、g為重力加速度;活動測斜儀在豎直狀態(tài)下，測斜儀探頭的理論值為零，但在實際情況 下會有一個接近零的值輸出，這就是零點的偏移誤差，即式中的Ko,為了消除Ko的影響，將活 動探頭調(diào)轉(zhuǎn)180°，在該點進行第二次測量:U- = K〇-K g Sin0兩式相減將偏值Κο消去，得差數(shù) = g Sin0，通過上述原理公式計算可得Θ值，則活動探頭從前一測點移動至下一測 點時，活動探頭水平偏移位移Zi = L Sin0i，i = l，2......η，其中η為測點的數(shù)量，通過坐標值 DdPDdj用公式XpDi-Ds計算得到測斜管的水平總位移X:，整個測量次數(shù)η內(nèi)，測斜管的水
，則通過下式即可計算出地層水平位移XnXii 父1一2，活動探頭所測深度為出=1^〇80^=〇，1，2......η，η為測點的數(shù)量，活動探頭所測總
[0022]本實用新型的有益效果為:本實用新型中的活動測斜儀結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，利用 本實用新型可有效縮短鉆孔深度，降低經(jīng)濟成本，能夠充分考慮到某一深度地層隨時間的 移動變化量，進行水平總位移和水平偏移位移的測量，利用GPS定位儀所獲得的數(shù)據(jù)分析出 的水平位移，并根據(jù)測量數(shù)值計算地層水平位移，能夠全面準確地反映工程實踐特征，相應 的在以此分析結(jié)果為依據(jù)的工程實踐中，能完全將地層水平位移的影響消除。使測量數(shù)據(jù) 更加準確，為邊坡、基坑支護施工提供了更可靠的依據(jù)。而且利用本實用新型無需打太深的 孔即可測得準確數(shù)據(jù)，有效地降低了測量成本。同時，利用本實用新型中的活動測斜儀可有 效地節(jié)省人工，防止測斜電纜提升過程中電纜打結(jié)，提高工作效率，避免與地表鋒利物體接 觸，造成測斜電纜的破損，影響正常信號的傳輸。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型中活動測斜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為測斜管的俯視圖。
[0025]圖3為本實用新型中活動探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4測斜管電纜支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為利用本實用新型測量地層水平位移的原理圖。
[0028] 其中，1、測讀儀，2、GPS定位儀，3、測斜電纜，4、電纜輸導管，5、活動探頭，6、GPS定 位儀連接套，7、測斜管，8、電纜支架，9、讀數(shù)孔，10、電纜導輪，11、導輪把手，12、地表面，13、 藍牙，14、鐵圈，15、支架骨體，16、導向槽，17、導向輪，18、密封套，19、電纜連接頭，20、加速 度儀腔室，21、緩沖墊。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0030] 如圖1至圖4所示，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、 電纜支架8和GPS定位儀連接套6,測讀儀1位于測斜管7-側(cè)，且兩者單獨設置，測斜電纜3安 裝于電纜支架8上，GPS定位儀連接套6固定于測斜管7上端，斜側(cè)電纜3的一端穿過GPS定位 儀連接套6與設置于測斜管7中的活動探頭5相連，GPS定位儀連接套6上設置有一個GPS定位 儀2，；電纜支架8上設置有用于將測斜電纜3接收電壓信號傳輸給測讀儀1的藍牙13。
[0031] 活動探頭5上安裝有四個導向輪17,其中兩個導向輪17安裝在活動探頭5的上部， 另外兩個導向輪17安裝在活動探頭5的下部，測斜管7的內(nèi)壁上開設有與導向輪17相適配的 導向槽16