基于静力水准的采空区地表变形监测及误差分析

目前,采空区上方的地表沉降变形监测主要采用人工水准仪测量,该方法效率低、成本高、周期长,且无法实现自动化实时监测。为解决上述问题,引入静力水准自动化监测技术,在分析静力水准自动化监测工作原理及监测系统构成的基础上,对其可靠性、误差来源及消除方法进行了深入探讨,最后结合条带采空区上方地表监测实例从监测方案、测点布置、数据分析等多个角度进行了系统研究。研究结果表明:该技术能够满足条带采空区上方地表沉降变形自动化监测的要求,可为相关监测工作提供技术支撑。

基于正弦式波纹膜片的压差式FBG静力水准仪

为解决建筑物不均匀沉降长期、可靠监测的问题,基于连通器原理,推导了膜片半径r、刚度K、光纤自由段长度l、波长变化量Δλ_(B)等参数和沉降量的线性关系式。以此设计了带有正弦式波纹膜片的压差式光纤布拉格光栅(FBG)静力水准仪,并通过标定试验验证压差式FBG静力水准仪的传感性能。结果表明:此静力水准仪灵敏度不小于13.2 pm/mm,综合误差不大于3.26%,相关性系数均在0.99以上。该型静力水准仪传感性能满足工程结构沉降测量的要求,丰富了FBG静力水准仪的研究,具有理论和现实意义。

压差式光纤光栅静力水准仪的设计与研究

为实现对建筑结构不均匀沉降的有效监测,基于光纤光栅与连通器的基本原理,该文设计了一种压差式光纤光栅静力水准仪,并对该水准仪进行了理论推导、标定试验及静态特性分析。试验结果表明,该水准仪灵敏度为6.5 pm/mm,线性拟合度R^(2)为0.999,非线性误差为1.48%,迟滞性误差为0.74%,重复性误差为5.72%,总精度为5.95%。为增大该水准仪灵敏度特性,对原有的波纹膜片改进与分析,结果表明,改进后的水准仪灵敏度为11.87 pm/mm,较改进前提升了约1.8倍。该结构形式的水准仪可对建筑物的沉降进行有效监测,为建筑物结构健康监测提供有效的技术支持。

静力水准自动化监测在运营地铁隧道的应用研究

为了实时获得地铁运营时隧道的变化情况,确保地铁运营的安全性,以静力水准仪自动化监测在某城市运营地铁隧道下穿洛河段的应用为例,将人工监测数据和静力水准自动化监测数据在不同季节进行对比分析,验证静力水准自动化监测的可靠性。研究结果显示,静力自动化水准仪具有高精度、实时性和可靠性,在地铁隧道监测中具有较高的应用价值。

液体静力水准仪用于水平位移监测方向的可行性研究

本文主要由液体静力水准仪的工作原理及内部构造结构,从理论方面说明及论证,静力水准仪局部结构改造后能在水平位移监测方面的可行性,并由此对几何量的监测带来便捷等功效做了总结和说明,以及由此可行性带来的附带垂直性功能测定做了说明。也例举了新功能的应用范围和优越性,阐述了新功能的必要性、易操作性、可用性及为促进监测行业的意义发挥着作用。

桥梁健康监测工作中静力水准技术的应用实践分析

桥梁建筑工程项目中的静力水准技术应用,是借助静力水准仪设备为桥梁健康监测工作落实提供依据和支持的关键方法.技术应用的过程中,一方面需要结合桥梁健康监测与评估的基本要求进行全面分析.另一方面,也应当针对水准仪应用过程中的关键要点进行有效总结.通过本文分析可知,在桥梁健康监测与评估工作的落实中,需结合不同类型的静力水准仪原理进行充分分析,并且在具体的桥梁健康监测实践工作中合理应用静力水准仪,发挥出静力水准仪和相关技术在桥梁健康监测工作中的作用.

静力水准仪测试大型钢构件不同步提升位移的应用研究

针对大型钢结构整体提升过程中产生的不同步位移,通过有限元软件进行敏感性分析后,首次提出采用计算扭转变形的姿态控制设置预警值,并在每个连廊吊点上安装静力水准仪,用静力水准仪精准控制每个吊点的不同步位移,最终钢结构连廊整体提升提前顺利完成。该方法相比传统的通过光学仪器校核调整不同步位移的方法更加科学,不仅提高了结构提升效率,减少了大量滞空时间,而且适用于夜间施工,优化了提升施工过程。

高精度小量程静力水准仪的设计与应用

设计了一种高精度小量程静力水准仪,详细阐述了其测量原理和机械结构。分析了静力水准仪在沉降监测应用中的系统精度,并根据系统精度设计确定了仪器出厂的最大残余误差。为保证仪器的测量精度,进行了仪器关键器件的选型。经试验验证,该静力水准仪具有测量精度高、重复性好、迟滞误差小、分辨率高和环境适应性强等特点,满足设计要求。将该静力水准仪应用于某大科学装置的沉降位移监测中,通过现场抬升实验和应用数据分析,表明该静力水准仪测量精度满足项目设计精度,实现了对大科学装置的沉降变化的实时精确监测,为该装置的稳定运行提供有力保障。

静力水准在建筑加固施工沉降观测中的应用

既有建筑加固施工存在难度大、危险性高、工作场地狭窄且遮挡较为严重的问题,鉴于传统几何水准测量方法实施难度大、效率低,且难以实现沉降预警等问题,本文采用静力水准观测方法对建筑物进行沉降监测。结果表明,静力水准观测方法在数据采集实时化、精度可靠性、操作便捷性方面有着传统几何水准测量难以比拟的优势,通过静力水准监测系统的连续监测及即时预警,大幅提高了既有建筑加固施工的安全性。

基于静力水准测量技术的地铁隧道结构沉降监测

针对传统使用水准仪监测地铁隧道结构沉降过程中存在的测量效率低、人力投入多以及测量精度易受影响等问题,研究介绍了一种可用于地铁沉降全天候监测的静力水准测量方案,可实现地铁隧道结构沉降的全天候不间断远程监测与采集,通过数据分析能够发现地铁隧道结构的早期隐患,从而保障地铁隧道施工及地铁运营安全。通过工程实例,验证静力水准测量技术在地铁隧道结构沉降监测中具有较好的应用效果。

基于时频特征分析的静力水准仪振动误差优化及应用

静力水准系统是当前地铁隧道沉降自动化监测所采用的主要手段,但在实践过程中发现常规静力水准仪受列车振动影响较大,易造成数据振荡、失真等问题的发生。为降低列车振动对静力水准仪采集数据的影响,提高自动化监测数据的精确度与稳定性,通过室内振动试验模拟列车振动情况并现场采集振动信号,采用快速傅里叶变换对获取的振动时域信号进行频谱分析,引用卡尔曼滤波器对振动信号进行滤波降噪,获取振动干扰与位移数据之间的影响关系,根据影响关系对传统静力水准仪内置算法进行优化,并在实际工程应用中与传统静力水准仪采集的数据进行对比分析,验证了改良算法的有效性与可行性。该研究成果对进一步提高城市轨道交通安全保障性能具有重要意义。

流体静力水准测量的精度

流体静力水准测量是五十年代末在丹麦首都哥本哈根首次进行试验的,20公里的中误差为土1.0mm。此后,流体静力水准测量在各种高程测量和精密工程测量中推广使用。当前国内外制造的多种型号的流体静力水准仪,可用于工程建筑物和沉陷观测,地震和大型机械安装测量等。例如蔡司（耶那）的“弗赖贝克流体静力水准仪”,当软管长为30—40m,而且测量条件较好时,测高精度可达±0.01mm。国家地震局地震研究所的DGIA型（目视型）仪器,两测头之间高差的测量中误差优于±0.07mm,DG2（自动型）仪器的灵敏度达到1×10-7。国家地震局香山台使用的流体静力水准仪的测量精度为±2—3μ。

影响静力水准监测质量的关键技术问题探讨

介绍了静力水准自动化监测方法在既有线路基沉降监测中的技术优势,通过在北京某地铁路基沉降监测中的应用,对测量数据进行了分析,并探讨了户外静力水准在安装、使用过程中的影响测量精度的关键技术问题,对类似工程具有重要的借鉴和参考价值。

压力和温度对静力水准系统精度影响分析

静力水准系统(Hydrostaticlevelingsystem,HLS)的工作介质是液体。由于纯净水的诸多优点,在本系统中采用水作为工作介质。液体的特性是极易受到外界的影响而改变它的物理形态。在HLS系统中,压力、温度等因素对系统的测量有着非常大的影响。本文分别分析了压力和温度对静力水准系统测量精度的影响。为了消除压力的影响,在系统设计的时候采用了密封钵体和钵体之间用等压气管连接的办法,保证系统在工作时每个钵体中的工作液体表面上的大气压是一致的。温度的影响包括水管中温度梯度的影响和钵体之间温度差异的影响。通过分析,对于水管中温度梯度的影响,只要在安装系统时保证水管的垂直高差足够小,就可以忽略;而对于钵体之间的温度差异的影响,在每个钵体传感器中都安装了温度传感器,实时地测量钵体的温度,并和CCD测量数据同时采集,通过理论计算得到温度修正公式,对每个钵体中的CCD读数进行温度修正。通过实验数据分析,可以把温度的影响修正到允许的误差范围以内。

基于静力水准仪测试地铁隧道整体道床剥离量研究

剥离脱空是整体道床比较常见的病害之一。为在不破坏道床的情况下准确地测量道床结构的剥离度,利用道床静力水准仪测量得到的道床在列车停靠站台时刻和列车驶经监测位置时刻对应的沉降量的差值推算得到道床结构的剥离脱空量,并与道床钻芯取样测量结果进行对比,结果显示:道床结构底部剥离量越大,列车通过道床结构时,其自身的沉降变形就越大,且静力水准仪测得的沉降值波动范围也较大,随着剥离量的减小,道床自身的沉降变形减小,道床静力水准仪测量得到的道床沉降值波动减小,数值基本稳定。根据这一规律,提出了静力水准推算道床剥离量计算公式。与取芯测量结果相比,静力水准推算得到的剥离量小于取芯测量的结果,但两者的变化规律一致,且两者得到的道床剥离脱空范围也基本一致,因此,利用静力水准仪推算道床剥离量的方法可行。

CCD静力水准系统的标定方法和拟合

讨论了一种新型静力水准系统——以CCD为核心传感器的静力水准系统的标定方法和数学拟合过程。标定分为两个阶段:一是对其核心部件CCD进行标定,确定其线性符合程度;二是对整个钵体传感器进行标定,并用数学拟合方法得到传感器输出数据与被测目标实际变形的最佳拟合量,保证其测量精度。该方法的可行性和技术要求已经在实际运用中得到验证。

静力水准自动监测系统在轨道交通线路和隧道工程中的应用

在简单介绍静力水准自动监测系统的原理及结构的基础上,采用文献分析和比较分析方法,综合分析了静力水准自动监测系统在地铁隧道结构自动化垂直位移测量中的应用情况。分析表明,静力水准自动监测系统具有精度高、成本低、分布式、实时、动态、全天候智能远程遥测的优点,在轨道交通线路和隧道工程安全监测领域有着广泛的应用前景。

一种用于高能加速器高程监测的静力水准系统

本文介绍一种高精度静力水准系统的设计,主要用于电子加速器等大型科学装置中的相对高程监测,也可用于其他大型设备和建筑中。文中重点讨论了静力水准系统在设计和使用过程中的考虑因素,包括钵体之间压力和温度差异对测量的影响、液体的选择和气泡对测量的影响等,还讨论了系统在使用过程中需解决的问题。

静力水准自动化监测系统在某工程中的应用

随着社会的发展,重要建筑结构物对监测的精度、实时性的要求越来越高,自动化监测设备必然引入监测工作,成为监测的有力手段。通过对静力水准系统在某工程中的初步应用,介绍了静力水准系统工作原理及静力水准从系统设计到投入使用后应注意问题,将静力水准与光学水准的监测结果进行对比,两者符合较好,同时着重分析了温度等因素对监测结果的影响,总结了静力水准系统应用经验。

用于粒子加速器位置监测的静力水准系统与线位置探测器的比对研究

本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明:温度是影响HLS测量精度的主要因素,通过温度补偿,可得到较为精确的结果;湿度变化改变张紧线的下垂量,从而影响WPS的测量精度。在环境稳定的情况下,WPS与HLS对同一点的测量结果差值的均方根误差最大为0.003 37mm,在误差允许范围内,因此两者可组合使用。