滑动测微计测量原理–线法位移测量

球锥定位原理:探头的球状顶端和环形锥状的测量标记，确保测量时探头的长度为1米(见下图右)。

在塑性套管上每米间隔有一个金属测标，将测线划分成若干段，通过灌浆，测标与被测介质牢固地浇筑在一起，当被测介质发生变形时，将带动测标与之同步变形。用滑动测微计逐段测出各标距长度随时间的变化，从而得到反映被测介质沿测线的变形分布规律(见下图左)。

八十年代初，瑞士联邦苏黎世科技大学岩石及隧道工程系K.Kovari教授等提出了线法监测原理(Linewise observation)，区别于以应变计为代表的点法监测原理(Pointwise Observation)。后者只能

测定元件埋设处的应变信息，前者则是连续地测量相邻两点间的信息，这样它就可以导出整条测线上轴向和横向变形分布。 根据线法监测原理他们研制了一系列的便携式仪器，以区别于应变计、多点伸长计等固定埋设式仪器。此类仪器己申报专利并委托瑞士Solexperts AG公司生产销售。这些仪器分别适用于不同精度要求的工程，不同方向的钻孔，可单独或同时测量轴向和横向变形，大部分是便携式的，即一套仪器可用于多个钻孔甚至多个工程。

滑动测微计是70年代末至80年代初最早研制成功, 精度最高，应用最广的一套仪器。测试精度可达±0.002mm，可以用于高精度地测量任意方向的钻孔及岩石、混凝土或土壤中测线的轴向位移。

一套完整的滑动测微计由以下几部分组成:

● 探头

● 电缆

● 导杆

● 读数仪

● 数据处理仪

● 校准装置

探头:滑动测微计GMD(数字式)

基本长度:1000 mm

轴向测量传感器:数字式位移传感器

测量范围:±10 mm

系统精度:±0.002 mm

线 性 度:< 0.02 % FS

分 辨 率:0.001 mm

温度影响系数:< 0.01 % FS / ℃

操作温度:-20 ℃到 +60 ℃

高压下的水密性:高达 15 bar

重量:3.2 kg

校准装置

基本长度:1000 mm

测量区段:997.5 mm / 1002.5 mm

操作温度:+20 ℃ ± 2 ℃

热系数:< 0.0015 mm / ℃

滑动测微计用于高精度地测量任意方向的钻孔及岩石、混凝土或土壤中测线的轴向位移。适用于:隧道，膨胀岩，挤压岩，挖掘，地基，大坝，易滑坡的斜坡，不稳定的斜坡，岩片，岩质边坡，桩墙， 地下连续墙，桩，桩载荷试验。 可提供岩石和土壤中被测区域或结构的性状，以及结构和基础之间的相互作用信息。在挡土墙(桩)或大坝及山体基岩中埋设专用PVC测管(类似测斜管)，我们就可以很方便地使用仪器在任何时间测得相应测管在轴线方向上对应的各点的应变(应力)值，把这些结果适当处理就可以获得桩体(或桩体中的轴向钢筋)、大坝、基岩中的应变(应力)连续变化规律曲线。为工程安全监测提供资料。

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为评估桩承载力和可靠性，进行了三次静载试验。使用滑动测微计 ，测试现场埋设，包括在桩中钻孔到桩底8米处形成测线，以及在桩侧形成一个38米深的测线。

Belchen隧道/Chienberg隧道

为了评估Gipskeuper的Belchen和Chienberg隧道的膨胀激励，进行了滑动测微计测量。为此，安装了带O形密封的不锈钢测量管。它们承受高膨胀压力，O型环防止水进入到具有膨胀潜在性的岩层。

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隧道开挖面前方的位移测量，由滑动测微计或滑动变形计测量，用于优化隧道开挖面锚固，及评估和维护其稳定性。这些测量也可以由反向的伸长计进行测量。

滑动测微计相对于大坝中应用的混凝土应变计及正倒锤，相对于试桩中的钢筋计、压力盒等点法固定式仪器而言具有如下优点:

1、连续地测定标距为1m的测段平均应变，分辨率高，任何部位微小变形都反映在测值中，可评估构件质量，计算弹性模量。传统方法只能测定几个点的应变，两点之间的变形只能推断，而且测点处的应变由于探头介入而产生局部应力畸变，其测量值将偏离真实值。

2、传统方法是将被测元件预埋在构件内部，不仅测点有限，而且易于损坏，更主要的是零点飘移无法避免，不能修正。新方法只在构件内埋设套管和测环，用一个探头测量，简单可靠，不易损坏，而且探头可随时在铟钢标定筒内进行标定。

3、新方法所用的探头具有温度自补偿功能，特别适用于长期监测，如负摩阻力监测，岩土工程以及钢或混凝土等大型构件监测等，以区分温度应变及应力导致的应变，这是传统方法无法做到的。

4、对于承受横向力的大型构件，如桩、地下连续梁，大坝等，平行埋设二条测线，利用应变差计算横向位移，比常用的倾斜计高一个量级，可达1×10，而且可用于任何方向钻孔中。

滑动测微计与岩土工程中常用的多点伸长计相比具有如下优点:

1、测点多，精度高，可修正温度影响及零点飘移。测环防锈，不怕腐蚀。

2、多点伸长计不适用爆破开挖区，其测头及中部一旦损坏，整个测孔报废;滑动测微计测管无论从头、尾或中部炸掉一部分其余仍可测量。

3、滑动测微计测定的是连续的应变分布，通过2-3个相互垂直的测线，可进一步计算应力分布。一个滑动测微计测孔的资料和多点伸长计、应变计、应力计三种方法获取的资料相同，而且测点多，精度高，埋设费用也比较低。

沿测线以线法测量位移量，可提供岩石和土壤中被测区域或结构的性状，以及结构和基础之间的相互作用信息。使用三向位移计、滑动测微计和滑动变形仪，可以在土壤或岩石、地基、地下连续墙及其它岩土结构中以米为间距精确测量位移和断面变形。

便携式的和模块化的测量系统由探头、电缆、导杆、读出单元、数据处理单元和校准装置组成。模块化的系统结构使得所有组成部件能进行优化组合。

探头采用球锥定位原理来测量测管上的标记，而且传感器精度很高，在每次测量前后进行定期校准，可达到非常高的测量精度和长期稳定性。球锥定位原理:探头的球状顶端和环形锥状的测量标记，确保测量时探头的长度精确为1米。

三向位移计测量沿垂直测线的位移矢量的三个正交分量Δx,Δy和Δz。Δx和Δy的测量精度为±0.04mm/m，Δz的测量精度为±0.002mm/m。

Venice,Bocca di Lido

为了调查新河堤的固结行为，进行了原位固结试验。使用滑动变形计测得了河堤下的土体沉降。测量范围为80mm/m压缩和20mm/m伸长的滑动变形计测量管安装在地面结构的中间和周围60m深处。在水位升高时连续测量位移断面。

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隧道开挖面前方的位移测量，由滑动测微计或滑动变形计测量，用于优化隧道开挖面锚固，及评估和维护其稳定性。这些测量也可以由反向的伸长计进行测量。

La Roche, Transjurane

挡土墙用于稳定Combe Chopin斜坡。技术监测包括确定和检查挡土墙的结构性状。滑动测微计和三向位移计安装在7根桩中。在施工期间及随后的使用中检测了应变和位移断面。

Linthal 电站竖井

在70米深、直径20米的容纳电站的竖井中有一个水泵涡轮机，该水泵从一个较低的水库中将水泵到1046米高的Limmern水库，当水量需求高时，通过涡轮来释放水。在竖井下方和竖井壁中安装了4根Trivec测量管来进行岩土监测。通过三向位移计来检测竖井壁和竖井下的岩石变形，从而可以监测水泵涡轮机的基础的位置。

St. German, Alp Transit L&Ouml;tschberg

三向位移计测量高达71m深处，提供St. German镇的关于深度、方向、倾斜和幅度的位移矢量。由于隧道施工引起的地下水位下降导致了较大的沉降。