基于光纤光栅传感技术的岩土体测斜仪研发及工程应用

针对目前测斜仪存在的不足,利用光纤光栅传感技术的优势,研究开发了一种监测岩土体内部变形的光纤光栅测斜仪,并成功应用于某公路膨胀土边坡的坡体位移变形监测。工程现场边坡监测结果表明:该光纤光栅测斜仪监测的结果与常规测斜仪监测的结果比较吻合,验证了该光纤光栅测斜工作的可靠性;边坡位移变化最大发生在第二级边坡,变形量为61mm,第一级边坡变形较小,变形量为13mm,可见在边坡脚位置设置坡脚挡土墙可以显著提高边坡的稳定性。该测斜仪可和其他量测边坡参数的光纤光栅传感器组网成为一个监测系统,可实现对高边坡岩土体内部变形情况进行长期在线监测和安全预警预报。     

关于测斜仪的改进

测量地形使用的测斜仪,依照测量学的构造理论,用上觇孔可俯测35％倾斜度,用下觇孔可仰测40％倾斜度;当觇孔板伸板时,用上孔可俯测70％倾斜度,或用分划板下端之孔,可仰测75％倾斜度。但实地测量时,往往因为测斜仪受到傍倚测点植针移转位置的限制,常使两个下孔不能仰视,由上孔俯测时,也常被测板本身挡着,不能通视。有时测量者将测斜仪移开应傍倚的侧针至图板边缘观测,这样既费时,而且质量又低。测斜仪的座尺太短,不够应用。如实地测量230公尺的距离,千分之一的比例尺缩到图上为23公分,五百分之一比例尺缩到图上为46公分。如拿测斜仪的直尺作二次绘定方向线,既费时,又难免因两次接线而易生误差。有时为便于观测,移测斜仪到图边观测,总是脱离所植立的小针,这也说明了尺短不够绕针旋转的长度。侧斜仪配合特制的觇标视距尺测量距离和高度时,     

光纤光栅传感和光电成像技术在地铁深基坑中的应用

为实时掌握基坑开挖过程中支护结构的变形情况,以宁波某地铁深基坑为依托,建立一套基于光纤光栅传感和光电成像技术的实时监测系统。介绍光纤光栅测量应变、光电式双向位移计测试墙顶水平位移和沉降的原理,并推导利用光纤光栅实测应变计算水平位移的公式。基坑开挖过程中,不同位移测试计算方法的成果对比分析结果表明： 光纤光栅传感技术测量墙体应变数据准确、可靠,计算的水平位移与测斜仪测得的水平位移一致,光电式双向位移计测试墙顶水平位移和沉降精度高于全站仪,可推广应用于基坑工程安全监测。     

岩土体深层水平位移测试间断期的位移增量算法

岩土体深层水平位移测试过程中经常面临更换测斜仪的问题,个别情况会产生测试数据不连续的测试间断现象,常规算法不能计算测试间断期的位移增量.依据滑动式测斜仪的测试原理和应用条件提出了新的测斜数据算法,即相邻测量的逐点增量对接法和单次测量的绝对位移法.相邻测量的逐点增量对接法是根据测试间断期先后2次来自不同仪器的测试数据来计算间断期的位移增量,原理简单,操作方便;单次测量的绝对位移法是仅根据间断期后单次测量数据算得间断期末不同深度的累计位移,无需间断期前的测量数据.工程实例应用表明:2种方法均能实现测试间断期的位移增量求解,二者的计算结果一致.     

高速公路高路堤深部位移监测及其稳定性分析

采用深部水平和垂直方向位移监测为手段,对某高速公路高路堤开展深部位移监测,获得各孔在不同深度合位移方向累计位移曲线,说明采用测斜仪进行深部位移监测可直观地获得坡体不同深度位移的变化情况,为后续的治理设计提供可靠依据。     

长大隧道贯通前铺轨CPⅡ导线陀螺方位约束应用探讨

在隧道未整体贯通的条件下,采用边掘进边在贯通段提前实施铺轨的施工方案时,为解决利用平导、无方位角附合条件下进行相向施工的无砟轨道难以准确对接的技术难题,提出洞内CPⅡ导线采用高精度陀螺仪加测方位边保障导线方向精度的方法。通过对2种坐标方位角的精度匹配与较差限差标准、隧道铺轨建筑限界匹配检查方法、高精度陀螺仪CPⅡ导线的闭合差法检查、横向偏差与建筑限界匹配优化检查等方面进行探讨,得出特长隧道CPⅡ陀螺导线的约束应用条件为:CPⅡ导线坐标方位角与陀螺坐标方位角精度相当,坐标方位角较差及导线全长相对闭合精度满足隧道二等限差要求,与隧道建筑限界的匹配应得到优化,且洞内CPⅡ中联测的施工控制导线点横向偏差要求在隧道施工净空裕量范围(5 cm)以内。按照陀螺方位边的约束应用标准,确定隧道洞内CPⅡ导线采用陀螺方位约束的计算方法。目前,隧道已经贯通,无砟轨道铺轨全部完成,各项指标满足施工验标要求,表明CPⅡ导线采用陀螺方位约束的方法可用于隧道工程实践。     

公路工程超声波检测基桩完整性三维成像分析

超声波作为桩身完整性类型判定的动测技术手段,大多数情况下采用跨孔透射与平测综合方法,对于基桩测试参数异常区域的可疑部位,需采用增加声测线或采用扇形扫测、交叉斜测、CT影像技术等进行复测和加密测试,确定缺陷体的位置及空间分布范围。而采用超声波检测基桩完整性三维成像技术可实现基桩缺陷体在深度和水平方向的准确定位。文中基于双声波换能器自发自收功能,通过跨孔透射与平斜测综合方法开展现场基桩完整性三维成像与试验数据的三维解译。结果表明,基桩完整性三维成像技术可对基桩声波速度和低速缺陷体进行三维立体成像,实现基桩完整性类别的客观判定。     

机械法联络通道施工自动导向及监测技术

机械法施工作为当今联络通道施工的发展方向,一方面因测量通道空间狭小和测站不规则位移等原因,其施工导向测量手段仍然停留在人工测量阶段,降低了机械法的施工效率;另一方面为掘进面附近受力管片的位移监测也多为人工方法,难以满足监测时效性的需求。为了同步解决机械法联络通道施工导向测量和监测的问题,开发了一套机械法联络通道自动导向系统。该系统基于高精度光纤陀螺的指北原理,采用光纤陀螺与双轴倾斜仪和目标棱镜组合构成导向靶,通过巧妙布设的基准棱镜和监测棱镜,在自动导向的同时也能够实现管片位移监测。     

土体测斜仪在软基段路基变形检测中的应用

软基段路基施工中，提高路基竖向位移和水平位移的检测精度，获得更加全面、准确的检测资料，对于软基处理效果的检验，控制软基的变形速率，指导软基段路基的施工是非常必要的。本文主要介绍土体测斜仪的工作原理，及其在软基段路基变形观测中的应用。研究表明，土体测斜仪能够检测路基横断面任一点的竖向位移和软基中不同深度处的水平位移；采用双向拉测法有效地消除了现场标定带来的误差，其检测误差在0．01mm以内；用土体测斜仪检测软基上路堤的变形具有不影响施工，不受天气的影响，操作方便、轻捷、灵活、精度高等优点，为及时、准确地测试路基变形提供了保障。     

基于分布式光纤测振技术的公路隧道交通流及车速检测

分布式光纤测振系统具有反应灵敏、监测距离长、测量空间连续、现场无需供电等优势,非常适用于狭长且封闭的隧道环境。文中利用分布式光纤测振技术,对公路隧道沿线在各时段的车流量数据进行采集和统计,同时,对隧道内每台车辆的行驶速度分别进行实时监测。以作为现有交通检测技术的有效补充,为公路隧道的运营管理提供可靠的参考依据。     

路桥桩基施工对邻近铁路路基稳定性研究

高架桥桩基施工会对邻近铁路路基稳定性产生不利影响。选取K34+853段狮岭高架桥与京广铁路交叉口进行研究,在施工过程中进行路基水平位移值与竖向沉降位置值监测,得到测斜孔孔口最大位移速率为1.97 mm/d,符合路基深层水平位移监测三级预警值;对工程地质条件与现场工况进行数值模拟,建立了计算模型并得出水平位移值数据与监测数据变化趋势基本一致,证明了数值模拟的可靠性。模拟值整体为监测值的90%,需对模拟值进行进一步修正;对桩孔距离变化对邻近铁路路基稳定性影响分析可知,在溶洞尺寸3 m×3 m×3 m,泥浆相对密度1.3条件下,桩孔与路基距离分别为2 m、8 m时,水平位移最大值分别为6.87 mm与1.21 mm,位移值减小了82%。     

百隆路两深路堑滑坡之测斜仪监测与分析

针对广西百隆高速公路建设期间发生的两处深路堑边坡坍滑,基于对已有勘探手段的分析比较,采取精确、实用的钻探加钻孔测斜手段进行了边坡变形监测。通过分析、比对两个主滑面上精心布设的五测斜孔的水平累积偏差及A、B方向水平累积位移随孔深的变化实测资料,推断了监测期内各滑(边)坡的发展变化性状以及仍处于活动中滑坡的滑动面(带)埋深,其合理性和正确性得到了现场调查的证实。研究结论为评价整治后的两边坡稳定性提供了依据。     

浅埋隧道侧穿加油站振速控制及规律分析

以某水利隧道侧穿加油站施作162个减振孔为工程背景,通过现场测振得到,增设一阶掏槽,可有效降低振速约30%;单一炮次的最大振速出现在垂直方向的概率最大,出现在水平切向次之,出现在水平径向的概率最小;考虑频率影响下垂直振速的分布时,最大振速出现在垂向概率最大;当爆源远离减振孔时,储油罐较加油机距爆源远50%,振速反而增大25%~45%,说明地震波遇到减振孔发生绕射,减振孔具备明显的减振效果。     

深部水平位移量测技术在基坑开挖中的应用

介绍了基坑桩体深部水平位移的量测原理与技术,以大连地铁海事大学车站基坑施工桩体水平位移为背景,在基坑四边建立了26个桩体深部水平位移的监控量测测站,运用TFL-CCX-D1移动式测斜仪进行了为期10个月现场监测,得出了桩体在基坑降水、开挖、架设支撑及主体结构施工过程中的水平位移变化规律,桩体最大水平位移符合相关规范要求,保证了基坑施工的安全性。同时指出了桩体水平位移监测是基坑信息化施工的关键性指标,特别是在基坑开挖期间,桩体水平位移是全部位移的60%~80%,钢支撑对基坑壁水平位移具有显著的控制作用。     

软土地层盾构穿越密集房屋群水平定向注浆加固技术

为解决土压平衡盾构在敏感软土地层穿越密集房屋群过程中极易引发地表沉降和建（构）筑物损坏的问题,依托广州市轨道交通14号线盾构下穿姓钟围房屋群加固工程,提出水平定向注浆加固技术,该技术将水平定向钻孔技术与地面注浆技术相结合,利用无线随钻测斜系统实现钻机参数测量、采集、分析和定位,采用特制钢阀管下入钻孔,通过阀管向拟加固区域进行水平定向注浆。介绍该技术的水平孔钻探工艺,并分析其应用效果和经济效益。结果表明： 应用水平定向注浆加固技术,加固区变形量控制在±5 mm以内,未造成房屋开裂、倾斜、倒塌等不良社会影响,能有效保障土压平衡盾构在敏感软土地层中安全顺利通过密集房屋群; 水平定向注浆加固较MJS高压旋喷桩加固可节省费用600余万元,经济效益显著。     

盾构导向系统的研制与应用

为满足盾构位姿测量要求,研制了一套盾构导向系统,测量精度可达到±10 mm,系统主要由全站仪、激光靶、工业电脑以及与之配套的数据转换、传输和供电附件组成。为了使导向系统能够更好地适应洞内恶劣的测量环境,采用了新的盾构方位角测量原理;根据误差分析以及在工地现场的实际应用效果,并用其他方法对测量结果进行检查比较,证明该系统具有较好的工作稳定性和可靠性,能够以较高的测量精度满足盾构的掘进要求。截至目前,已有多套系统被成功地应用在不同的盾构隧道中。     

桥梁桩基侧阻力综合测试技术应用

目前桥梁桩基侧阻力测试有多种方法,每种测试方法的原理、采用的设备和元件各不相同,测试结果也有差异,究竟选择哪种方法进行测试值得研究。某高速公路连续刚构桥梁地质条件复杂,要求对桩侧阻力进行现场实测。为了获得可靠的侧阻力设计参数,本次综合采用了钢筋计、滑动测微计及分布式光纤传感3种方法进行现场试桩试验。测试结果表明:3种方法实测的侧阻力分布规律基本一致,且中风化泥岩段侧阻力实测值均不小于367kPa,均大于地勘提供取值参数;分布式光纤和滑动测微计测试结果偏差在5%以内,二者与钢筋计测试结果偏差在15%左右。同时,分布式光纤和钢筋计测试费用相对经济。     

悬索桥索夹螺杆轴力超声检测系统的研制

为解决悬索桥索夹螺杆的轴力检测难题,根据基于纵波的螺杆轴力超声测量原理,研制出一套悬索桥索夹螺杆轴力检测系统,介绍了包括压电超声探头与测量程序在内的超声检测系统构成,并设计了降低信号噪声的数字带通滤波器。实验室和工程现场测试结果表明,该系统能够用于悬索桥索夹螺杆的轴力检测,试验测试误差不超过2.44%,工程测量误差不超过4.03%。该系统设计了磁吸附超声探头,测量结果具有较好的稳定性与可重复性,为悬索桥索夹螺杆轴力的测量提供一种快速、有效的技术手段。     

转向臂轴测量台简介

此测量台是测量解放牌CA10转向臂轴滚轮安装槽用的。图纸要求槽宽53~( 0.03)毫米,滚轮销孔φ18~( 0.019)毫米,轴线应与槽之侧壁垂直,精度要求较高,机加工产生的误差,会直接影响到总成的性能。为了提高产品质量,严格控制精度,我们设计制造了这个试验台。经两年的投产使用,性能良好,工作可靠,在产品检验上发挥了一定的作用现将该测量台的结构原理概述如下。     

光笔三坐标在汽车检测中的优势及应用

随着科技的进步,汽车制造业正在向着快速、高质量的方向发展。相应的检测新技术也不断涌现,它们的共同特点就是可靠、高效,能满足复杂多变的生产需求,并且能够服务于现场。在广泛用于汽车制造业的固定式三坐标测量系统和便携式关节臂测量系统之外,一种崭新原理的便携式光笔三坐标测量系统显示了其独特实用的性能。