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摘要:文章主要介绍的就是钻孔倾斜仪自动化测试系统在占错落体内部及路基、岩上边坡等工程的稳定性监测方法,以及自动化测试技术等方面的应用。
关键词:滑坡;岩上工程;测试技术
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
由于我国建设事业的不断发展,从而各类的高层建筑、水利水电设施、矿山、港口、铁路和能源工程等大量工程项目开工建设,对于这些工程的建设过程中或者是在建成后的运营期内,不可避免地形成了大量的边坡工程。并且,由于工程规模的加大、加深及场地的限制,经常需在复杂地质环境条件下,人为开挖各种各样的高陡边坡,这些边坡岩土体往往呈现出非均质性与各向异性特性,在进行开挖、堆载、库水位升降与地震等外部荷载作用下很容易进入局部或瞬态大变形乃至失稳滑动。所以,这些工程边坡的稳定状况和工程建设的成功还是失败有着重要的关系,这将会对工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用,并且,在很大的程度上会影响者工程建设的投资效益。当前阶段,边坡失稳产生的滑坡现象已经是一个十分重要的问题。
1、古错落体稳定性深孔监测技术
在陕西省南部的阳(平关)一安(康)线新渔坝隧道穿越一个古错落体,在二十世纪年代因修建阳一安线铁路及石泉水库导致诱发滑坡。该滑移不仅严重影响到铁路隧道的安全,还在一定的程度上影响了山上居民的安全。为了进一步的对该滑坡的稳定性进行全面的掌握,九十年代应用钻孔倾斜仪自动化测试系统对其进行了长达较长的稳定性深孔监测以及研究。该研究成果为评价新渔坝古错落体和隧道的稳定性提供了重要的科学依据。测孔深度达一百五十1米,被称之为国内外之最。其技术已经达到国际先进水平。钻孔、测斜管埋设和注浆回填中采用的一系列实用技术及应用国外先进设备进行量测所作的软件二次开发均具有独创性。
1.1钻孔倾斜仪的主要监测原理
在目前阶段,钻孔倾斜仪的监测主要是观测岩土内部水平位移的有效手段。它也是一种用倾斜仪每隔一定时间逐段测量钻孔的斜率,以获得岩土水平位移以及其随时间变化的原位观测方法。测量探头为数字伺服加速度计式。其工作的原理主要是根据摆锤受重力影响,通过测取加速度计的敏感轴与铅垂线夹角来测定钻孔的斜率。如果钻孔是垂直,那么加速度计的敏感轴位于水平而内,则其在水平而内的投影就是零,加速度计的输出则为零位输出;如果钻孔倾斜引起加速度计的敏感轴倾斜时,重力加速度计的投影将不再是零。其输出就发生变化,从而可测出相对于被测而的倾角变化。钻孔内安装测斜管。测斜管的变形代表了滑坡造成的钻孔变形。
1.2测点布置以及基本的参数
为了能够进一步的查明新渔坝隧道所处古错落体的稳定状况,确切掌握其对隧道结构安全的影响程度,中铁西南科学研究院受郑州铁路局的委托.沿古错落体滑动主轴布置四个测孔,最大孔深是在一百五十米,累计钻孔进尺四百三十六点一米。早孔内要埋入测斜管,采用美国Sinco钻孔倾斜仪自动测试系统对新渔坝古错落体进行长期监测
1.3钻孔以及测斜管埋设技术
1.3.1要严格控制钻孔的倾斜度以及成孔质量。因为古错落体岩层比较复杂,在钻进孔时所遇到的困难也会比较多,如果采用加大泥浆稠度、投泥球以及捣固等措施解决漏浆问题.甚至采用了投水泥球或注浆回填后再重新钻孔的办法来保证成孔质量。钻孔倾斜度不可以超过二度。
1.3.2测斜管的安装以及回填注浆。采用二米长的PVC-70型测斜管.接头密封材料采用J-20型绝缘自粘胶带加飞菱牌密封胶粘剂及五零二胶水。与此同时,预先接长待安装的测斜管。堵头用环氧树脂以及水泥浆加镀锌铁皮预先处理。初次之后,还特制了钢托盘,是用钢兹绳将测斜管吊在钻孔机架上进行安装。回填注浆采用注浆水管从孔底用注浆泵注水泥浆和从孔口轮番注入水泥浆及细砂的办法回填测斜管与孔壁之间的缝隙。注浆回填后,测斜管口用钢套管保护,并砌筑平台及混凝土盖以防测斜管在野外遭破坏。
1.3.3测斜管埋设中采用平衡水位降压法以及自由旋转提吊法下沉测斜管保证了深达一百五十米的测斜管的顺利安装。分别从上下两头注浆并加砂回填也保证了测斜管与钻孔壁之间的密实度,从而能够来保证监测数据的可靠性。一百五十米深的测孔及一百四十六米的量测深度在目前国内外采用钻孔倾斜仪方法中是最深的,并且,在技术方面已经是到了国家先进的水平。
2、路基以及岩土边坡工程的监测
2.1路基工程测试—本章主要是以秦沈客运专线路基本体沉降和基床静动态测试为例
秦沈客运专线是我国修建的第一条高标准的客运专线铁路。它是为了能够寻求一种经济有效,并且还能够满足时速二百千米每小时要求的路基基床底层填料,而且对改良土的施工工艺、质量检测的手段进行了研究,用在以后积累高速速铁路基床改良土施工所需资料。本实验主要是对石灰、粉煤灰改良土的施工工艺、填筑压实标准和检测方法进行研究,同时,还对列车运营状态下应力、应变以及位移等力学性能变化规律。
2.2岩土边坡的工程测试
2.2.1测试的主要项目以及应用测试的元件
①抗滑桩以及框架结构的钢筋应力。
②混凝土的应力。
③岩土的压力。
④锚索的应力。
⑤地中的位移。
⑥边坡的水平位移
2.2.2采用的仪器以及方法
主要是国产VWC32F采集器和CUD-1M控制器.自动化监控量测。
3、自动化的测试技术
3.1集中式的结构
3.1.1实例
①主要是以上海的人民广场地下变电站工程施工监测。该监测主要是采用了3530 D ORIN数据采集器。
②太原市五龙口东大街下穿东山高速公路工程地道桥自动化监控量测。该项工程主要是采用自动化监测方法进行施工监测。
3.1.2自动化监控量测系统的软硬件结构
3.1.2.1软件的织成
(1) FIX自动化应用程序平台主要就是美国Intellution公司FIX自动化软件包,不仅是用来对量测数据尽心有效的分析,还要对对量测数据进行相应的处理,并在一定的程度上实现了动画显示地道桥框架结构顶进过程及有关测点的数据变化曲线。
(2)FIX数据库
(3)用户图形界在进行现场应用的过程中,FIX相对来说比较重要的功能就是能够提供一个可视化的窗口,对过程进行有效的处理。FIX画面提供一个图形用户界面,在用户屏幕上提供图形化的过程信息。
(4)六十四点、十七点数据通讯和日报表文档及其打印输出六十四点和十七点量测数据的通讯程序采用VB(6.0)编制,并将数据计算整理后放入FIX数据库使用。日报表Microsoft的Excel和Word制作,最后才能够进行打印以及输出。
3.1.3自动化监控量测系统的设计和组建步骤
通过太原市五龙口东大街下穿东山高速公路地道桥工程施工监控量测的实践,自动化监控量测系统的设计和组建步骤如下:
(1)明确应用自动化检测系统来完成工程对象的具体任务、目的和要求;
(2)根据当前科学技术发展状况及现实条件选择切合实际、可以实现的自动化手段和方法;
(3)组建自动化系统的硬件结构和编制软件程序;
(4)进行软硬件的调试,直至达到设计要求。
3.2分散式结构一远距离线双绞线自动化测试系统
3.2.1国产振弦式传感器自动化测试系统
3.2.2具体应用的实例
元(江)一墨(黑)高速公路边坡锚固工程监测
①监测项目及测试元件:锚索应力一三弦锚索测力计;框架结构钢筋混凝土应力一压力盒、钢筋计、混凝土应变计;竖肋和横梁变位一地中位移计;坡而位移一便携式测斜仪、测斜管。
②采用仪器和方法:国产VWC32F采集器和CUD-1M控制器,自动化监控量器。
结束语:本文主要是对国内外近年来在土工测试技术领域的发展进行阐述。分析表明现代原位测试技术和监测技术的应用和发展是发达国家土工测试技术研究的热点,与此同时也是我国土工测试技术需要重点发展的方向。
参考文献:
[1]杨学意. 滑坡及岩土边坡工程测试技术[J]. 中国地质灾害与防治学报.2004,12(24):152-155
[2]张卫中. 向家坡滑坡穩定性分析及动态综合治理研究[D].重庆大学.2007,12(24):142-144
[3]刘松玉,蔡正银. 土工测试技术发展综述[J]. 土木工程学报.2012,12(24):109-116
[4]胡振珠,王茜,李瑞禄. 浅析岩土工程发展[A]. .山东水利学会第九届优秀学术论文集[C].2004,12(24):142-149
关键词:滑坡;岩上工程;测试技术
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
由于我国建设事业的不断发展,从而各类的高层建筑、水利水电设施、矿山、港口、铁路和能源工程等大量工程项目开工建设,对于这些工程的建设过程中或者是在建成后的运营期内,不可避免地形成了大量的边坡工程。并且,由于工程规模的加大、加深及场地的限制,经常需在复杂地质环境条件下,人为开挖各种各样的高陡边坡,这些边坡岩土体往往呈现出非均质性与各向异性特性,在进行开挖、堆载、库水位升降与地震等外部荷载作用下很容易进入局部或瞬态大变形乃至失稳滑动。所以,这些工程边坡的稳定状况和工程建设的成功还是失败有着重要的关系,这将会对工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用,并且,在很大的程度上会影响者工程建设的投资效益。当前阶段,边坡失稳产生的滑坡现象已经是一个十分重要的问题。
1、古错落体稳定性深孔监测技术
在陕西省南部的阳(平关)一安(康)线新渔坝隧道穿越一个古错落体,在二十世纪年代因修建阳一安线铁路及石泉水库导致诱发滑坡。该滑移不仅严重影响到铁路隧道的安全,还在一定的程度上影响了山上居民的安全。为了进一步的对该滑坡的稳定性进行全面的掌握,九十年代应用钻孔倾斜仪自动化测试系统对其进行了长达较长的稳定性深孔监测以及研究。该研究成果为评价新渔坝古错落体和隧道的稳定性提供了重要的科学依据。测孔深度达一百五十1米,被称之为国内外之最。其技术已经达到国际先进水平。钻孔、测斜管埋设和注浆回填中采用的一系列实用技术及应用国外先进设备进行量测所作的软件二次开发均具有独创性。
1.1钻孔倾斜仪的主要监测原理
在目前阶段,钻孔倾斜仪的监测主要是观测岩土内部水平位移的有效手段。它也是一种用倾斜仪每隔一定时间逐段测量钻孔的斜率,以获得岩土水平位移以及其随时间变化的原位观测方法。测量探头为数字伺服加速度计式。其工作的原理主要是根据摆锤受重力影响,通过测取加速度计的敏感轴与铅垂线夹角来测定钻孔的斜率。如果钻孔是垂直,那么加速度计的敏感轴位于水平而内,则其在水平而内的投影就是零,加速度计的输出则为零位输出;如果钻孔倾斜引起加速度计的敏感轴倾斜时,重力加速度计的投影将不再是零。其输出就发生变化,从而可测出相对于被测而的倾角变化。钻孔内安装测斜管。测斜管的变形代表了滑坡造成的钻孔变形。
1.2测点布置以及基本的参数
为了能够进一步的查明新渔坝隧道所处古错落体的稳定状况,确切掌握其对隧道结构安全的影响程度,中铁西南科学研究院受郑州铁路局的委托.沿古错落体滑动主轴布置四个测孔,最大孔深是在一百五十米,累计钻孔进尺四百三十六点一米。早孔内要埋入测斜管,采用美国Sinco钻孔倾斜仪自动测试系统对新渔坝古错落体进行长期监测
1.3钻孔以及测斜管埋设技术
1.3.1要严格控制钻孔的倾斜度以及成孔质量。因为古错落体岩层比较复杂,在钻进孔时所遇到的困难也会比较多,如果采用加大泥浆稠度、投泥球以及捣固等措施解决漏浆问题.甚至采用了投水泥球或注浆回填后再重新钻孔的办法来保证成孔质量。钻孔倾斜度不可以超过二度。
1.3.2测斜管的安装以及回填注浆。采用二米长的PVC-70型测斜管.接头密封材料采用J-20型绝缘自粘胶带加飞菱牌密封胶粘剂及五零二胶水。与此同时,预先接长待安装的测斜管。堵头用环氧树脂以及水泥浆加镀锌铁皮预先处理。初次之后,还特制了钢托盘,是用钢兹绳将测斜管吊在钻孔机架上进行安装。回填注浆采用注浆水管从孔底用注浆泵注水泥浆和从孔口轮番注入水泥浆及细砂的办法回填测斜管与孔壁之间的缝隙。注浆回填后,测斜管口用钢套管保护,并砌筑平台及混凝土盖以防测斜管在野外遭破坏。
1.3.3测斜管埋设中采用平衡水位降压法以及自由旋转提吊法下沉测斜管保证了深达一百五十米的测斜管的顺利安装。分别从上下两头注浆并加砂回填也保证了测斜管与钻孔壁之间的密实度,从而能够来保证监测数据的可靠性。一百五十米深的测孔及一百四十六米的量测深度在目前国内外采用钻孔倾斜仪方法中是最深的,并且,在技术方面已经是到了国家先进的水平。
2、路基以及岩土边坡工程的监测
2.1路基工程测试—本章主要是以秦沈客运专线路基本体沉降和基床静动态测试为例
秦沈客运专线是我国修建的第一条高标准的客运专线铁路。它是为了能够寻求一种经济有效,并且还能够满足时速二百千米每小时要求的路基基床底层填料,而且对改良土的施工工艺、质量检测的手段进行了研究,用在以后积累高速速铁路基床改良土施工所需资料。本实验主要是对石灰、粉煤灰改良土的施工工艺、填筑压实标准和检测方法进行研究,同时,还对列车运营状态下应力、应变以及位移等力学性能变化规律。
2.2岩土边坡的工程测试
2.2.1测试的主要项目以及应用测试的元件
①抗滑桩以及框架结构的钢筋应力。
②混凝土的应力。
③岩土的压力。
④锚索的应力。
⑤地中的位移。
⑥边坡的水平位移
2.2.2采用的仪器以及方法
主要是国产VWC32F采集器和CUD-1M控制器.自动化监控量测。
3、自动化的测试技术
3.1集中式的结构
3.1.1实例
①主要是以上海的人民广场地下变电站工程施工监测。该监测主要是采用了3530 D ORIN数据采集器。
②太原市五龙口东大街下穿东山高速公路工程地道桥自动化监控量测。该项工程主要是采用自动化监测方法进行施工监测。
3.1.2自动化监控量测系统的软硬件结构
3.1.2.1软件的织成
(1) FIX自动化应用程序平台主要就是美国Intellution公司FIX自动化软件包,不仅是用来对量测数据尽心有效的分析,还要对对量测数据进行相应的处理,并在一定的程度上实现了动画显示地道桥框架结构顶进过程及有关测点的数据变化曲线。
(2)FIX数据库
(3)用户图形界在进行现场应用的过程中,FIX相对来说比较重要的功能就是能够提供一个可视化的窗口,对过程进行有效的处理。FIX画面提供一个图形用户界面,在用户屏幕上提供图形化的过程信息。
(4)六十四点、十七点数据通讯和日报表文档及其打印输出六十四点和十七点量测数据的通讯程序采用VB(6.0)编制,并将数据计算整理后放入FIX数据库使用。日报表Microsoft的Excel和Word制作,最后才能够进行打印以及输出。
3.1.3自动化监控量测系统的设计和组建步骤
通过太原市五龙口东大街下穿东山高速公路地道桥工程施工监控量测的实践,自动化监控量测系统的设计和组建步骤如下:
(1)明确应用自动化检测系统来完成工程对象的具体任务、目的和要求;
(2)根据当前科学技术发展状况及现实条件选择切合实际、可以实现的自动化手段和方法;
(3)组建自动化系统的硬件结构和编制软件程序;
(4)进行软硬件的调试,直至达到设计要求。
3.2分散式结构一远距离线双绞线自动化测试系统
3.2.1国产振弦式传感器自动化测试系统
3.2.2具体应用的实例
元(江)一墨(黑)高速公路边坡锚固工程监测
①监测项目及测试元件:锚索应力一三弦锚索测力计;框架结构钢筋混凝土应力一压力盒、钢筋计、混凝土应变计;竖肋和横梁变位一地中位移计;坡而位移一便携式测斜仪、测斜管。
②采用仪器和方法:国产VWC32F采集器和CUD-1M控制器,自动化监控量器。
结束语:本文主要是对国内外近年来在土工测试技术领域的发展进行阐述。分析表明现代原位测试技术和监测技术的应用和发展是发达国家土工测试技术研究的热点,与此同时也是我国土工测试技术需要重点发展的方向。
参考文献:
[1]杨学意. 滑坡及岩土边坡工程测试技术[J]. 中国地质灾害与防治学报.2004,12(24):152-155
[2]张卫中. 向家坡滑坡穩定性分析及动态综合治理研究[D].重庆大学.2007,12(24):142-144
[3]刘松玉,蔡正银. 土工测试技术发展综述[J]. 土木工程学报.2012,12(24):109-116
[4]胡振珠,王茜,李瑞禄. 浅析岩土工程发展[A]. .山东水利学会第九届优秀学术论文集[C].2004,12(24):142-149