地下變形監(jiān)測作為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的重要手段發(fā)揮著重要的作用,而地下變形發(fā)生時巖土體必定產(chǎn)生相應(yīng)的位移,本文針對現(xiàn)有的地下變形監(jiān)測技術(shù)存在的操作復(fù)雜、安裝困難、易損壞等問題,提出了基于芯抽動式變電感器的地下變形三維測量技術(shù),針對地下巖土體位移量與位移方向進(jìn)行監(jiān)測,以下為本文具體工作內(nèi)容:1.分析現(xiàn)有的地下變形監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點與局限性,并將多種技術(shù)手段中可借鑒之處用于地下變形監(jiān)測傳感器的設(shè)計。2.研究互感原理、可變電感器、傾斜測量、地磁測量等技術(shù),對傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。3.根據(jù)傳感器測量需求對器件進(jìn)行選型,設(shè)計并制作傳感器硬件電路,并調(diào)試電路功能。4.搭建實驗平臺,編寫了傳感器下位機(jī)主程序與上位機(jī)軟件,實現(xiàn)了對實驗平臺的控制與實驗數(shù)據(jù)的采集與存儲。5.設(shè)計并制作相應(yīng)結(jié)構(gòu)將電感線在傳感器單元中進(jìn)行安裝,通過實驗標(biāo)定電感線內(nèi)芯抽出長度與測量電壓的關(guān)系。利用傾斜測量傳感器與磁力計實現(xiàn)了傳感器單元傾斜角與傾斜方位的測量。設(shè)計并進(jìn)行位移標(biāo)定實驗采集互感電壓數(shù)據(jù)與相應(yīng)的位移數(shù)據(jù)。6.利用位移標(biāo)定實驗得到的數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型,通過實驗測量傳感器單元間的相對位移值并與實際位移值對比,實驗得到傳感器水平位移與豎直... 

【文章來源】：中國計量大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

浙江遂昌蘇村山體滑坡現(xiàn)場

中國計量大學(xué)碩士學(xué)位論文4自動進(jìn)行。盡管固定式測斜儀可以自動測量但其成本較高，另外由于它內(nèi)部傳感探頭與串聯(lián)結(jié)構(gòu)連接處有一定距離，在測量過程中會缺失一些較為重要的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因而存在一定局限性。測斜儀由傾斜傳感探頭、讀數(shù)計、傳輸電纜等構(gòu)成。傾斜傳感探頭內(nèi)部集成了傾斜測量模塊，連接讀數(shù)計便可直接讀出測斜探頭的傾斜角度。圖1.2測斜儀安裝與位移計算示意圖。圖1.2測斜儀安裝與位移計算示意圖滑動式測斜儀工作原理如下：測斜探頭在測斜管內(nèi)沿一個方向滑動固定距離，分別在在每段記錄這段管與鉛垂線方向的夾角平均值，管長為L,則這段管的水平位移增量為,則可計算出：=(1-1)全程滑動完成后，得到總體水平位移量[33]s：s=∑(1-2)測斜儀應(yīng)用廣泛，且整體系統(tǒng)較為可靠，結(jié)構(gòu)簡單，但存在一些局限性：(1)測量誤差受一些外界因素影響，測斜儀測斜管在土體中會發(fā)生不隨土體運動變形的情況，經(jīng)累計后誤差較大[34]，安裝鋪設(shè)會使測斜管發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響測量精度[35]。(2)測斜管用在軟土中時，自身剛度大于軟土，變形量偏小[36]。(3)測斜管受力變形后，測斜探頭無法正常在測斜管內(nèi)滑動，影響測量的

中國計量大學(xué)碩士學(xué)位論文5正常進(jìn)行[37]。(4)現(xiàn)有的測斜儀操作復(fù)雜，安裝要求較高，無法實時測量且自動化程度偏低。1.2.2時域反射技術(shù)時域反射技術(shù)（TimeDomainReflectometry）簡稱TDR技術(shù)，在上世紀(jì)30年代誕生于歐美國家，最初用于定位電力與通信線路發(fā)生故障與缺陷的部位，因此早期被稱為閉路雷達(dá)[38]，國外上世紀(jì)70~80年代開始將其應(yīng)用于土壤含水率的檢測[39]，上世紀(jì)90年代TDR技術(shù)開始被用于滑坡監(jiān)測[40]及基礎(chǔ)設(shè)施完整性分析[41]。國內(nèi)TDR技術(shù)的研究起始于20世紀(jì)90年代末期，早期因國內(nèi)技術(shù)方面的空白，均采用國外的儀器進(jìn)行相關(guān)的研究，這限制了我國時域反射設(shè)備的發(fā)展。經(jīng)過多年的發(fā)展與技術(shù)迭代，TDR設(shè)備逐漸被用來進(jìn)行巖土體變形相關(guān)的研究，在公路邊坡監(jiān)測[42]、滑坡監(jiān)測[43]、基坑變形監(jiān)測[44]等應(yīng)用中發(fā)揮了一定的作用。圖1.3時域反射監(jiān)測系統(tǒng)示意圖圖1.3為時域反射監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。TDR設(shè)備通常由脈沖發(fā)生裝置、傳感電纜、信號分析及數(shù)據(jù)處理裝置組成。TDR設(shè)備工作原理為：TDR設(shè)備內(nèi)部的信號發(fā)生模塊對傳感電纜通入脈沖信號，同時設(shè)備內(nèi)部的接收模塊接收來自傳感電纜反射回來的信號，當(dāng)電纜上某處發(fā)生剪切形變時，TDR設(shè)備的接收模塊接收到的信號將發(fā)生變化，通過對反射信號進(jìn)行分析，計算出電纜上發(fā)生形變的位置。TDR設(shè)備的傳感線纜一般采用同軸電纜，其主要用于監(jiān)測巖土體剪切運動，因為同軸線纜拉伸變形量極為有限，因而對于巖土體形變致使電纜發(fā)生拉伸形變時的監(jiān)測效果并不理想。后續(xù)有學(xué)者通過改進(jìn)傳感線纜，將螺旋線[45]作為傳感線纜，可用于巖土體形變致使線纜出現(xiàn)拉伸變形位置的監(jiān)測，但該方

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2984842