一文帶你了解測斜儀的工作原理

　　測斜儀是一種測定鉆孔傾角和方位角的原位監測儀器。在國外，上世紀五十年代就利用測斜儀對土石壩、路基、邊坡及其隧道等巖土工程進行原位監測。我國從八十年代開始引進美、日、英等國生產的測斜儀對一些重大的巖土工程進行原位監測，取得了良好效果。一些相關的研究機構隨后研制出電阻應變式、加速度計式和電子計式等智能型測斜儀。各種各樣的測斜儀廣泛應用于水利水電、礦產冶金、交通與城建巖土工程領域，在保證巖土工程設計、施工及其使用安全中，發揮了重要的作用。

　　測斜管通常安裝在穿過不穩定土層至下部穩定地層的垂直鉆孔內。使用數字垂直活動測斜儀探頭，控制電纜，滑輪裝置和讀數儀來觀測測斜管的變形。第一次觀測可以建立起測斜管位移的初始斷面。其后的觀測會顯示當地面發生運動時斷面位移的變化。觀測時，探頭從測斜管底部向頂部移動，在半米間距處暫停并進行測量傾斜工作。探頭的傾斜度由兩支受力平衡的伺服加速度計測量所得。一支加速度計測量測斜管凹槽縱向位置，即測斜儀探頭上測輪所在平面的傾斜度。另一支加速度計測量垂直于測輪平面的傾斜度。傾斜度可以轉換成側向位移。對比當前與初始的觀測數據，可以確定側向偏移的變化量，顯示出地層所發生的運動位移。繪制偏移的變化量可以得到一個高分辨率的位移斷面圖。此斷面圖有助于確定地面運動位移的大小，深度，方向和速率。

　　當測斜探頭在測斜管內自下而上逐段滑動測量時，探頭內的傳感器敏感地反映出測斜管在每一深度段L處的傾斜角度變化，進而根據傾斜角求出不同高程處的水平位移增量，即，由測斜管底部測點開始逐段累加，可得任一高程處的水平位移，即，式中：di為第i測量段的水平位移增量；θi為第i測量段管軸線與鉛垂線的夾角；Sj為測斜管底端固定點(i=0)以上i=j點處的位移。

　　在測斜儀觀測時，為了消除和減少儀器的零漂及裝配誤差等，應在位移的正方向及測頭調轉180度以后的反方向各測讀一次數據，取正反兩方向測讀數據的代數平均值作為傾角測值。