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

背景技術(shù)：

測(cè)斜儀是一種用于測(cè)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(cè)斜儀主要包括測(cè)頭導(dǎo)輪和測(cè)斜探頭，測(cè)頭導(dǎo)輪是沿測(cè)斜導(dǎo)管的導(dǎo)槽沉降或提升，測(cè)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(gè)電壓信號(hào)，通過(guò)特定的正弦函數(shù)將其換算成水平位移。

現(xiàn)有的測(cè)斜儀都是在假定測(cè)孔位置不變的前提下進(jìn)行工程實(shí)踐的測(cè)量，這種測(cè)量方式并沒(méi)有考慮到某一深度地層隨時(shí)間的移動(dòng)變化量，利用上述測(cè)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(wú)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(xiǎn)，為降低地層隨時(shí)間移動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響，測(cè)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(dòng)測(cè)斜儀廣泛應(yīng)用于巖土邊坡、建筑物地基、礦井、基坑開(kāi)挖以及地下結(jié)構(gòu)工程內(nèi)部水平位移觀測(cè)和路基剖面沉降觀測(cè)中，若某一地層水平位移過(guò)大，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，會(huì)造成重大的國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失。

由此可見(jiàn)，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(jiǎn)便，可有效縮短鉆孔深度并消除現(xiàn)有測(cè)斜儀無(wú)法測(cè)量地層水平位移的缺陷的活動(dòng)測(cè)斜儀及測(cè)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(dòng)測(cè)斜儀，包括測(cè)讀儀、gps定位儀、測(cè)斜管及測(cè)斜電纜，gps定位儀與測(cè)斜管的頂端相連，測(cè)斜管內(nèi)設(shè)置有活動(dòng)探頭，測(cè)斜電纜的一端與測(cè)讀儀相連、另一端與活動(dòng)探頭相連，活動(dòng)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(jì)傳感器，活動(dòng)探頭在測(cè)斜電纜的帶動(dòng)下能夠沿測(cè)斜管做升降運(yùn)動(dòng)。

所述測(cè)斜電纜上設(shè)置有用于測(cè)知活動(dòng)探頭沿測(cè)斜管移動(dòng)距離的刻度值。

所述活動(dòng)探頭的上部安裝有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的上導(dǎo)輪，活動(dòng)探頭的下部設(shè)置有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的下導(dǎo)輪，測(cè)斜管的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有兩條與上、下導(dǎo)輪相適配的導(dǎo)向槽。

所述活動(dòng)探頭的頂端設(shè)置有電纜連接頭。

所述活動(dòng)探頭的底端設(shè)置有緩沖墊。

所述測(cè)斜管的底部設(shè)置有密封套。

所述測(cè)斜管是由pvc塑料制成的。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種測(cè)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(dòng)測(cè)斜儀；

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

步驟3，制定測(cè)量周期t，在開(kāi)始測(cè)量前，用gps定位儀測(cè)得測(cè)斜管頂端的初始坐標(biāo)值，在整個(gè)測(cè)量周期t內(nèi)，將活動(dòng)探頭沿測(cè)斜管從第一個(gè)測(cè)點(diǎn)到最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)每次移動(dòng)距離l，每次移動(dòng)的距離l通過(guò)測(cè)斜電纜上的刻度值進(jìn)行控制，距離l與測(cè)量周期t的乘積恰巧等于測(cè)斜管的長(zhǎng)度；移動(dòng)的過(guò)程中，地層實(shí)際上存在偏移量，地層的移動(dòng)帶動(dòng)測(cè)斜管發(fā)生偏移，活動(dòng)探頭移動(dòng)至每一深度處時(shí)，加速度計(jì)傳感器均將各深度處的傾斜角度θ實(shí)時(shí)傳輸至測(cè)讀儀，則活動(dòng)探頭從前一測(cè)點(diǎn)移動(dòng)至下一測(cè)點(diǎn)時(shí)，其水平偏移位移xi＝lsinθi，i＝0，1，2……n，其中n為測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，測(cè)量周期t結(jié)束時(shí)，用gps定位儀測(cè)得測(cè)斜管頂端的終點(diǎn)坐標(biāo)值，通過(guò)初始坐標(biāo)值和終點(diǎn)坐標(biāo)值計(jì)算得到測(cè)斜管的水平總位移a，整個(gè)測(cè)量周期t內(nèi)，測(cè)斜管的水平偏移總位移c＝x1+x2+……xn，則通過(guò)下式即可計(jì)算出不同測(cè)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(dòng)測(cè)斜儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，利用本發(fā)明中的活動(dòng)測(cè)斜儀測(cè)量地層水平位移的方法解決了以往測(cè)斜儀只能在測(cè)孔位置固定假設(shè)條件下工作的弊端，使測(cè)量數(shù)據(jù)更符合現(xiàn)場(chǎng)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(wú)需打太深的孔即可測(cè)得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，有效地降低了測(cè)量成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中活動(dòng)測(cè)斜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為測(cè)斜管的俯視圖。

圖3為本發(fā)明中活動(dòng)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為利用本發(fā)明測(cè)量地層水平位移的原理圖。

其中，

1、測(cè)讀儀2、gps定位儀3、測(cè)斜電纜4、導(dǎo)向槽5、活動(dòng)探頭6、導(dǎo)向輪7、測(cè)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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)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(dòng)測(cè)斜儀，包括測(cè)讀儀1、gps定位儀2、測(cè)斜管7及測(cè)斜電纜3，gps定位儀2與測(cè)斜管7的頂端相連，所述測(cè)斜管7是由pvc塑料制成的，測(cè)斜管7的底部設(shè)置有密封套8，測(cè)斜管7內(nèi)設(shè)置有活動(dòng)探頭5，測(cè)斜電纜3的一端與測(cè)讀儀1相連、另一端與活動(dòng)探頭5相連，所述活動(dòng)探頭5的頂端設(shè)置有電纜連接頭9，為避免工作時(shí)，對(duì)活動(dòng)探頭5造成沖擊而影響數(shù)據(jù)，活動(dòng)探頭5的底端設(shè)置緩沖墊11，活動(dòng)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(jì)傳感器，測(cè)斜電纜3可將加速度計(jì)傳感器測(cè)得的信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸至測(cè)讀儀1，所述活動(dòng)探頭5上安裝有四個(gè)導(dǎo)向輪6，其中兩個(gè)安裝在活動(dòng)探頭5的上部，另外兩個(gè)安裝在活動(dòng)探頭5的下部，測(cè)斜管7的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向輪6相適配的導(dǎo)向槽4，活動(dòng)探頭5在測(cè)斜電纜3的帶動(dòng)下能夠沿測(cè)斜管7做升降運(yùn)動(dòng)，測(cè)斜電纜3上設(shè)置有用于測(cè)知活動(dòng)探頭沿測(cè)斜管移動(dòng)距離的刻度值。

如圖4所示，本發(fā)明還公開(kāi)了一種測(cè)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(dòng)測(cè)斜儀；

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

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

通過(guò)以下計(jì)算示例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明：

1)通過(guò)gps定位儀測(cè)得水平位移a＝1.242

2)每次移動(dòng)的距離l＝0.5，測(cè)量周期t＝4，由加速度計(jì)測(cè)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(duì)本發(fā)明的精神所作的舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)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(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。