理论教育 山区高速公路施工控制与预警技术研究

山区高速公路施工控制与预警技术研究

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:观测时,探头由导轮引导,用电缆垂向悬吊在测斜管内沿凹槽滑行。

山区高速公路施工控制与预警技术研究

1.多点位移计

用于观测边坡内部各测点沿钻孔轴线方向的位移,提供边坡表面和内部的位移分布,了解边坡在边坡开挖时的变形的大小及变化发展过程,经过连续的长期监测了解边坡的稳定性动态,评价边坡在施工期及运行期的稳定性。位移计不是由单个元件组成的,而是由几个部分组成的位移测量系统。

(1)锚固部分:锚头用于与边坡岩体锚固在一起以保证同步位移。在同一钻孔内可安装多个锚头,采用灌浆锚头,钻孔在仪器安装后用灌浆回填。

(2)位移传递部分:用测杆与锚头连接,将位移传递到孔口,此部分包括测杆和保护管。可采用连续的玻纤杆(直径为1/4″)作为测杆,同时用1/2″直径的聚乙烯管作为保护管。

(3)位移计测头组件:测头组件位于孔口,用于安装位移传感器并引出电缆,在测头组杆内安装一只热敏电阻温度计,测头组件应与孔壁牢固地结合成一体。

(4)位移传感器:位移传感器位于测头组件内并与测杆连接,用于将锚头的位移转换成频率信号输出。传感器的量程选用90mm。

将最深点锚头打入基岩,认为最深点锚头为不动点,并将各测点传感器与表筒连接,然后将表筒与坡体用砂浆连接在一起。当坡体变形时,表筒位置随坡体变化,而钢弦传感器的长度也发生变化,钢弦的振动频率随之变化,将传感器钢弦频率的电信号用读数仪读取数并按照率定资料转化成实际变形,即是边坡表面测点的变形。其他测点的变形是相对于表面测点的相对变形,与表面测点的变形进行换算,即可得到各测点与最深点(不动点)的相对位移。

2.倾斜仪(www.daowen.com)

测斜仪是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量,来监测土、岩石和建筑物的侧向位移的高精度仪器。它可以测定钻孔内各个部位的水平位移,以判断岩体产生位移的部位、大小和方向,定期的观测可获得时间与位移及位移速率等关系,综合岩土边坡的开挖、回填、建筑物的构筑等施工因素以及降雨、地下水位等相关因素与位移的关系,可以判断岩土边坡的稳定性及其影响因素,为设计、施工、工程处理提供依据,同时为预报险情提供参考资料。

监测系统由两大部分组成:

(1)仪器系统:一般由传感器探头、有深度标记的承重电缆和读数显示仪组成。从可靠性与技术先进性出发,选用带自动记录功能的双轴伺服加速度式倾斜仪。

(2)测斜导管:垂直埋设在需要监测部位的岩体里面,并与岩体连成一体,导管内壁有互成90°的两对凹槽,以便探头的滑轮能上下滑动并起定位作用。如果岩体产生位移,导管将随岩体一起变形。观测时,探头由导轮引导,用电缆垂向悬吊在测斜管内沿凹槽滑行。当探头以一定间距在导管内逐段滑动测量时,装在探头内的传感元件将每次测得的探头与垂线的夹角转换成电信号通过电缆传输到读数仪测出。设探头上、下两组导轮的距离为L,传感元件测得的探头与锤线的夹角为Δθ,则相应两测段之间的水平挠度量为LsinΔθ,如果逐段测试全孔,则它的总挠度量为多次观测,则总挠度量的变化值即代表位移,由于导管与岩体结合在一起,由此测得的导管的变形,也就代表了岩体的水平位移。

3.锚索测力计

当采用锚索支护时应选择部分锚索,安装锚索测力计观测锚固荷载。支护荷载的变化可间接反映坡体的稳定性状态,也可评价支护效果等。在锚索测力计内有4个钢弦式传感器,当锚索张拉时锚垫板受到锚索荷载并传递给锚索测力计的铜圈,铜圈产生变形并使内部的传感器中的钢弦长度发生变化,钢弦振动频率发生变化,测读4个钢弦振动频率的电信号变化取平均值,并按率定资料转换为荷载即为锚索荷载。

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