岩土工程现场监测

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1、第一章绪论一、目的和意义岩土工程：利用土力学、岩体力学及工程地质学的理论与方法，为研究各类土建工程中涉及岩土体的利用、整治和改造问题而进行的系统工作。测试技术从根本上保证岩土工程设计的精确性、代表性以及经济合理性的重要手段对岩土工程专业的学生来说，这是一门必须掌握的专业基础课程。二、现场监测技术简介1现场监测就是以实际工程为对象，在施工期及工后期对整个岩土体和地下结构以及周围环境，于事先设定的点位上，按设定的时间间隔进行应力和变形现场观测。2、监测目的：⑴检验岩土工程施工质量是否满足岩土工程设计和有关规程

2、、规范的要求；⑵指导岩土工程的施工方法、流程和施工进度，通过岩土工程监测反馈分析岩土工程设计与施工是否合理，并为后续设计与施工方案提供优化意见；⑶检测岩土工程施工对环境的影响，验证岩土工程施工防护措施的效果；⑷及时发现和预报岩土工程施工过程中所出现的异常情况、防止岩土工程施工事故，保障岩土工程施工安全；⑸提供定量的岩土工程质量事故鉴定依据；⑹为建（构）筑物的竣工验收提供所需的监测材料。3、监测内容：⑴对岩土所受到的施工作用、各类荷载的大小以及在这些荷载作用下岩土反应性状的监测。⑵对建设中或运营中的结构物的

3、监测。⑶监测岩土工程在施工及运营过程中对周围环境的影响。4、监测项目：地表位移、沉降，岩体内部的变形观测，土体内部的变形观测，建筑物与岩土体间接触压力的测量，岩体应力测量，土体应力测量，孔压测量。三、现状与展望1、现状：⑴手段单一；⑵结果缺乏科学合理的解释；⑶管理制度不健全；⑷人员培训不及时。2、解决方法：⑴健全管理制度；⑵增强考核与管理；⑶加强控制。3、展望：⑴取样技术的标准化；⑵新仪器新方法的开发；⑶工程地球物理探测；⑷现场测试、室内试验、理论预测和数值反分析及其再预测的有机结合与循环。第二章测试技术

4、基础知识§2.1测试系统概念：在工程中，需要有传感器与多台仪表组合在一起，才能完成信号的检测，形成了测试系统。下图为测试系统原理结构框图。被测对象传感器数据传输环节数据处理环节数据显示环节被测量l传感器是感受被测试的大小并输出相对应的可用输出信号的器件或装置。l数据传输环节用来传输数据。当测试系统的几个功能环节独立地分隔开的时候，则必须由一个地方向另一个地方传输数据，数据传输环节就是能够完成这种传输功能的环节。l数据处理环节是将传感器输出信号进行处理和变换。l数据显示环节将被测试信息变成人感官能接受的形式

5、。§2.2传感器的基本特性1.传感器定义：能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。2.组成：通常由敏感元件、转换元件和测试电路组成。⑴敏感元件是指能直接感受(或响应)被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其他量。⑵转换元件则将上述非电量转换成电参量。⑶测量电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。3.可通过静态特性和动态特性来表征性能优劣。静态特性参数指标：①线性度（非线

6、性误差）：传感器的输出—输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比。②灵敏度：稳态时传感器输出量y和输入量x之比，或输出量y的增量和输入量x的增量之比。③分辨力：传感器能检测到的最小输入增量。④测量范围和量程：在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围。⑤迟滞：输入逐渐增加到某一值与输入逐渐减小到同一输入值时的输出值不相等。⑥重复性：传感器在同一条件下，被测输入量按同一方向作全量程连续多次重复测量时，所得输出—输入曲线的不一致程度。⑦零漂和温漂：传感器在无输入或输入为另一值时，每隔

7、一定时间，其输出值偏离原始值的最大偏差与满量程的百分比为零漂。而温度每升高1℃，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比称为温漂。4.动态特性：输入量为时间的函数，则输出量也应是时间的函数。§2.3常用传感器类型1.差动电阻式传感器原理：内腔由两根弹性钢丝作为传感元件，受力后一根受拉一根受压。当受环境量变化作用时，两者的电阻值向相反方向变化，通过两个元件的电阻值比值，测出物理量的数值。钢丝的电阻值会随温度变化而变化。该传感器就是根据以上两个原理制成的。2．钢弦频率式传感器（图例为土压力盒）钢弦式传感器的敏感

8、元件是一根金属丝弦，与传感器受力部件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦所受到的外加张力关系式测得各种物理量。3．电感式传感器根据电磁感应原理，利用线圈电感的变化来实现非电量电测。4．电阻应变片式传感器利用金属的电阻应变片将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。5．其他：电容式传感器、磁电式传感器、压电传感器、光纤传感器等。§2.4监测仪器的选择和标定一、监测仪器和元件的选择（从4个方面考虑）⒈仪器技术性能的要求可靠性，