一种用于地灾边坡大坝安全深度位移监测测斜仪

1用途

固定测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、岩土边坡、路堤、基坑、岩石边坡等结构物的水平位移、垂直沉降及滑坡，固定测斜仪配合测斜管可反复使用，并方便实现测量数据的自动采集。

固定测斜仪采用的是耐冲击型倾斜传感器，可靠性好，稳定速度快，安装附件少，组装方便，具有智能识别功能，输出信号为RS485数字量，直接显示工程值(位移或角度)。

2规格及主要技术参数

测杆直径 28mm

仪器轮距 500mm

仪器总长 680mm

测量范围 ±15°/±30°

灵敏度 ≤ 9"

测量精度 ≤0.05%F.S

输出信号 RS485

耐水压 ≥1MPa

绝缘电阻 ≥50MΩ

储存温度 -30℃～+70℃

3结构及工作原理

3.1结构

固定测斜仪由测杆、导向轮、连接钢丝绳、观测电缆等组成。

3.2工作原理

由多支固定测斜仪串联吊装在测斜管内，通过在不同高程上测杆内的倾斜传感器，测量出被测结构物的倾斜角度或位移量。固定测斜仪可多支串联组装，亦可布设为一个测量单元独立工作，并可回收重复使用。固定测斜仪能方便地实现倾斜测量的自动化。

3.3计算方法

当被测结构物发生倾斜变形时，固定测斜仪将同步感受变形，其变形量Si与输出的读数Fi(电量)具有如下关系：

Si = Li ×Sin(θ)

S = S1 + S2 + S3 + S4 + ...

式中：Si—被测结构物在第i点与铅垂线(或水平线)的倾

斜变形量，单位为mm；

Li—第i支测斜仪的两轮距间的标距，单位为mm；

Fi—第i支测斜仪的实时测量值，单位为F；

θ—第i支测斜仪的测值角度；

S—各测点倾斜变形量求和后被测结构物的总倾斜变形

量，单位为mm。

注：当使用EXCEL进行计算时需要先将角度转换为弧度，再乘仪器标距得出倾斜变形量，公式如下：

Si = L×Sin((a + b×Fi + c×Fi2 + d×Fi3) π/180)

注：固定测斜仪具有智能识别功能，输出信号为RS485数字量，直接显示工程物理量(位移或角度)，不需要计算，以上公式仅供参考。

4埋设与安装

固定测斜仪常用于需要自动化实时监测的场合，安装在大坝上实时监测坝体安全，安装在观测人员不易到达的危险高边坡上，观测人员只要在观测室进行遥测即可，省时省力。

固定测斜仪是可重复使用的测量仪器，需要与测斜管配套使用。因此，安装固定测斜仪前必须先埋设测斜管。

4.1测斜管的安装

先将测斜管装上管底盖，用螺丝或胶固定。测斜管与测斜管之间用管接头连接，测斜管与管接头之间必须用螺丝固定后涂胶填缝密封。

测斜管在安装中应注意导槽的方向，导槽方向必须与设计要求的方向一致。安装时将装好接头的测斜管依次逐节放入钻孔中，当孔中有泥水时可以向测斜管中加水，以使测斜管内外压力平衡泥水不易进入测管，测管也容易下放，直至连接下放到设计深度的孔底。

当确认测斜管安装完好后既可进行回填，回填一般用膨润土球或原土沙。回填时每填至3～5米时要进行一次注水，注水是为了使膨润土球或原土沙遇水后与孔壁结合的牢固，以此方法直至孔口。露在地表上的测斜管应注意做好管口保护，盖上管盖防止物体落入。

测斜管地表管口段应浇注成混凝土墩台，以保护管口及其转角的稳定性。墩台上应设置测绘标点。

安装完成后的测斜管可先用模拟测斜仪试放，试放时测斜管互成90°的两个导向槽都应从上到下试放到，保证模拟测斜仪在测斜管导槽内能从上到下或从下到上都很平稳顺畅通过，以此作为测斜管安装完好的标志。

4.2仪器的安装

固定测斜仪首先应检查测斜仪的导向轮是否转动灵活，扭簧是否有力。检查传感器部件是否工作正常(以铅垂线为基准倾向高端导向轮一侧读数增大，倾向另一侧读数减小)，按设计高程截取连接钢丝绳(设计高程加25cm)，并将固定测斜仪用钢丝绳首尾相连，按设计图纸要求的数量装成一个个测量单元。吊装是按一个个测量单元的顺序放入测斜管内，每个测量单元之间用钢丝绳连接，连接一定要牢靠，各个测量单元的所有导向轮方向必须一致。

如在测孔内只安装一套固定测斜仪，只要把固定测斜仪头部与钢丝绳连接即可。在安装时要根据被测体需要观测的位移方向，先将测杆导轮的正方向(高轮方向)对准测斜管的测量平面的主方向，缓缓滑入测管内，理顺仪器电缆，每放一段深度用自锁扎带把电缆同吊装钢丝绳扎在一起，不要扎在固定测斜仪的测杆部件上。当放到设计高程后把最后吊装钢丝绳固定在孔口装置的横轴上用锁扣锁紧，将电缆按设计走向埋设。

需要注意的是每套固定测斜仪要按顺序作好编号记录，所有电缆要松弛不能拉紧。下放完成后应核查仪器高程是否准确，并拉动吊装钢丝绳用读数仪检查每支传感器的工作是否正常，随后记录稳定的初始读数。如发现问题可拉出固定测斜仪重新安装。

最后孔口应设保护设施，观测电缆按设计走向固定埋设。