1.深部水平位移监测

1）原　理

测斜仪的测试工作原理是根据摆锤受重力影响为基础，测定以垂线为基准的弧角变化。图6-1为测斜仪工作原理图。从图6-1中可见，测头由导轮导持，用电缆牵引，在预先埋在岩（土）体内的测斜管中滑动，其滑动方向由测斜管内的导槽控制。

图6-1　测斜仪工作原理简图

当岩（土）体发生变位时，测斜管也随之变位，若将测头在测斜管内自下而上逐段测量，就可以测到每一测量深度的倾角（θi），由于每一段测量间距（L）是固定不变的，所以测到了每一深度内的倾角变化，也就得到了它的水平位移增量（Δdi），即：

若把每段的水平位移增量自下而上逐段累加（），便可得到孔口的总位移（D）：

根据全孔测量结果，便可描绘出钻孔轴线各点的位移全貌，从而确定岩（土）体内部发生变位的部位以及它们的大小和方向。

伺服加速度计式测斜仪的测头内装有伺服加速度计，伺服加速度计通常由敏感质量（惯性质量）、换能器、伺服放大器和力矩器四部分组成。这种形式的仪器的测斜是通过侧头内加速计测量重力矢量g在传感器轴线垂直面上的分量大小来实现的，加速度计敏感轴在水平面内时，矢量g在敏感轴上的投影为零；当加速度计敏感轴与水平面存在一个倾角（θi）时，这时加速度计输出一个电压（U1）。

式中：K0为加速度计偏值；K1为加速度计标度因素。

为了消除K0的影响，需要将测头调转180°，再在同一点进行第二次测量，此时又得到一个电压信号（U2）：

两式相减得：

由于采用4.5位数字电压表显示，表头的最小读数为10－4V，即仪器的最小读数为0.01mm。

2）埋设与观测要点

（1）导线的埋设

①首先用钻探工具钻成适合口径的孔，然后将导管放入孔内。导管连接部分应防止污泥进入，导管与钻孔璧之间用砂填充。(www.daowen.com)

②连接导管时，应将槽对准，使纵向的扭曲减少到最低程度。放入导管时，应注意十字形槽口对准所测的水平位移。

③为了消除土的变形对导管产生负摩擦的影响，除使导管接头处相对移动外，还可在管外涂润滑剂等。

④应尽量将导管底埋入硬层，作为固定端。否则导管顶端应校正。

⑤管子埋好后，需停留一段时间，使钻孔中的填土密实，贴近导管。

（2）测定方法

①将测头的感应方向对准水平位移方向的导槽，放至导管的最底部。

②将电缆线与接收指示器连接，打开开关。

③指示器读数稳定后，提升电缆线到欲测位置。每次应保证在同一位置进行测读。

④将测头提升至管口处，旋转180°，再按上述步骤进行测量，这样可消除测斜仪上的固有误差。

2.竖直位移监测

1）原　理

分层沉降仪是通过电感探测装置，根据电磁频率的变化来观测埋设在土体中不同深度内的磁环确切位置，再由其所在位置深度变化来计算出地层不同标高处的沉降变化情况。

分层沉降仪由两部分组成：一是地面接收仪器：测头、测量电缆、接收系统和绕线盘；二是埋入地下材料部分：分层沉降管（通常由波纹状塑料管或PVC管制成）、接头、封盖及沉降磁环等。常用分层沉降仪的主要技术指标见表6-1所示。

表6-1　常用分层沉降仪的主要技术指标

2）方　法

测量时，拧松绕线盘后面的止紧螺丝，让绕线盘转动自由后，按下电源开关，手持电缆，将测头放入沉降管中，缓慢向下移动。当测头穿过土层中的磁环时，接收系统的蜂鸣器便会发出连续不断的蜂鸣声，此时读出测量电缆在管口处的深度数值，像这样由上而下地测量到孔底，称为进程读数。当从该沉降管内收回测量电缆时，测头也会通过土层中的磁环，接收系统的蜂鸣器再次发声处蜂鸣声，此时需读出测量电缆在管口处的深度读数，如此测量到孔口，称为回程测读。磁环在土层中的实际深度Si，可用下式计算：

式中　i——孔中测度时点数，即土层中磁环的序号；

　　　Si——i测点孔口的实际深度；

　　　Ji——i测点在进程测读时距孔口的深度；

　　　Hi——i测点在回程测读时距孔口的深度。

若是在噪声较大的环境中测量，蜂鸣声不能听清时，可以用峰值指示。只要把仪器面板上的选择开关拨至电压挡即可，测量方法同上。