測(cè)斜儀是一種用于測(cè)量井眼、基坑、地基基礎(chǔ)、墻體和壩體等工程構(gòu)筑物的傾斜角和位移的儀器。測(cè)斜儀的原理是利用兩個(gè)或多個(gè)受力平衡的伺服加速度計(jì),測(cè)量探頭在測(cè)斜管內(nèi)的傾斜度,并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),通過(guò)控制電纜傳輸?shù)阶x數(shù)儀上顯示。測(cè)斜儀測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)有三個(gè),即井深、井斜角和井斜方位角。這三個(gè)參數(shù)是軌跡的基本參數(shù),可以用來(lái)計(jì)算工程構(gòu)筑物的垂直度和水平位移。
一、井深
井深是指探頭在測(cè)斜管內(nèi)的深度,通常以米為單位。井深可以通過(guò)控制電纜的長(zhǎng)度或者滑輪裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)來(lái)確定。井深的精度取決于電纜或滑輪裝置的標(biāo)定和校準(zhǔn)。
二、井斜角
井斜角是指探頭在測(cè)斜管內(nèi)的傾斜角度,通常以度為單位。井斜角可以通過(guò)探頭上的一個(gè)加速度計(jì)來(lái)測(cè)量,該加速度計(jì)測(cè)量的是探頭上測(cè)輪所在平面的傾斜度,即測(cè)斜管凹槽縱向位置。井斜角與水平面的夾角越大,表示工程構(gòu)筑物越傾斜。
三、井斜方位角
井斜方位角是指探頭在測(cè)斜管內(nèi)的方位角度,通常以度為單位。井斜方位角可以通過(guò)探頭上的另一個(gè)加速度計(jì)來(lái)測(cè)量,該加速度計(jì)測(cè)量的是垂直于測(cè)輪平面的傾斜度,即測(cè)斜管凹槽橫向位置。井斜方位角與正北方向的夾角表示工程構(gòu)筑物傾斜的方向。
四、垂直度
垂直度是指工程構(gòu)筑物與垂直方向的偏差,通常以毫米為單位。垂直度可以通過(guò)井深、井斜角和井斜方位角來(lái)計(jì)算。垂直度越小,表示工程構(gòu)筑物越接近垂直。
計(jì)算公式如下:
垂直度 = 井深 × sin(井斜角)
五、水平位移
水平位移是指工程構(gòu)筑物在水平方向上的變化量,通常以毫米為單位。水平位移可以通過(guò)井深、井斜角和井斜方位角來(lái)計(jì)算。水平位移可以分解為X方向和Y方向兩個(gè)分量。
計(jì)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、假設(shè)有一口鉆孔,其測(cè)點(diǎn)如下表所示
| 測(cè)點(diǎn) | 井深(m) | 井斜角(°) | 井斜方位角(°) |
| ---- | ------- | --------- | ------------- |
| A | 10 | 2 | 30 |
| B | 20 | 3 | 45 |
| C | 30 | 4 | 60 |
2、則可以計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的垂直度和水平位移如下表所示
| 測(cè)點(diǎn) | 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 |