测斜仪是一种用于测量井眼、基坑、地基基础、墙体和坝体等工程构筑物的倾斜角和位移的仪器。测斜仪的原理是利用两个或多个受力平衡的伺服加速度计,测量探头在测斜管内的倾斜度,并转换成电压信号,通过控制电缆传输到读数仪上显示。测斜仪测出来的数据有三个,即井深、井斜角和井斜方位角。这三个参数是轨迹的基本参数,可以用来计算工程构筑物的垂直度和水平位移。
一、井深
井深是指探头在测斜管内的深度,通常以米为单位。井深可以通过控制电缆的长度或者滑轮装置的转动次数来确定。井深的精度取决于电缆或滑轮装置的标定和校准。
二、井斜角
井斜角是指探头在测斜管内的倾斜角度,通常以度为单位。井斜角可以通过探头上的一个加速度计来测量,该加速度计测量的是探头上测轮所在平面的倾斜度,即测斜管凹槽纵向位置。井斜角与水平面的夹角越大,表示工程构筑物越倾斜。
三、井斜方位角
井斜方位角是指探头在测斜管内的方位角度,通常以度为单位。井斜方位角可以通过探头上的另一个加速度计来测量,该加速度计测量的是垂直于测轮平面的倾斜度,即测斜管凹槽横向位置。井斜方位角与正北方向的夹角表示工程构筑物倾斜的方向。
四、垂直度
垂直度是指工程构筑物与垂直方向的偏差,通常以毫米为单位。垂直度可以通过井深、井斜角和井斜方位角来计算。垂直度越小,表示工程构筑物越接近垂直。
计算公式如下:
垂直度 = 井深 × sin(井斜角)
五、水平位移
水平位移是指工程构筑物在水平方向上的变化量,通常以毫米为单位。水平位移可以通过井深、井斜角和井斜方位角来计算。水平位移可以分解为X方向和Y方向两个分量。
计算公式如下:
X方向水平位移 = 井深 × sin(井斜角) × cos(井斜方位角)
Y方向水平位移 = 井深 × sin(井斜角) × sin(井斜方位角)
示例:
1、假设有一口钻孔,其测点如下表所示
| 测点 | 井深(m) | 井斜角(°) | 井斜方位角(°) |
| ---- | ------- | --------- | ------------- |
| A | 10 | 2 | 30 |
| B | 20 | 3 | 45 |
| C | 30 | 4 | 60 |
2、则可以计算出各测点的垂直度和水平位移如下表所示
| 测点 | 垂直度(mm) | X方向水平位移(mm) | Y方向水平位移(mm) |
| ---- | ---------- | ------------------ | ------------------ |
| A | 349 | 302 | 175 |
| B | 1047 | 866 | 612 |
| C | 2088 | 1566 | 1206 |
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