地表沉降实时遥测系统主要包括沉降监测系统、数据采集传输系统及数据接收处理系统三个部分。
沉降监测系统以沉降测量桶为主体,主要运用连通器的原理,根据两点间水位的变化测出高差,还可通过若干沉降测量桶的串并联,形成一个封闭的沉降监测网络。在监测过程中,当某一监测点相对于基准点有高差变化时,会导致监测点沉降测量桶内的水位发生变化,通过对此变化进行分析即可得到测点相对于基准点的沉降量。具体如图1.1a、b所示。其中,L1、L2分别表示A、B桶连通处到各自容器底的距离,H1、h1分别表示在初始状态下A、B桶内的水位,H2、h2分别表示测量点相对于基准点上升 时A、B桶内的水位。设在初始状态下基准点的标高为a、测量点的标高为b,根据连通器的原理可得1.1式。
dh =(H2-H1)-(h2-h1) 式(1.1)
此式表明测量点相对于基准点的沉降量等于基准点水位的变化减去测量点水位的变化。在此式中, <0表明测量点有下沉现象,当 >0表明测量点有抬升现象(在此过程中,假设基准点的标高不变)。
沉降测量桶的实物图如图1.2(左)所示。
图1.1a 初始状态下的连通器
图1.1b 测量点上升 后的连通器
数据采集传输系统主要对水位变化进行实时采集及传输。水位变化通过角度传感器记录下来,所记录的角度信息通过电信号送到数据采集模块KLA-MSG16上,该采集器进行模-数转换后将数字信息通过GSM/CDMA网络发送至远程接收端,具体的无线发射装置如图1.2(右)所示。
图1.2 沉降监测设备(左) 无线发射装置(右)
数据接收处理系统主要完成对现场监测数据的实时接受及处理。远程接收端(PC机)通过与KLA-MSG16相匹配的数据接受模块进行数据接受,然后将数据直接送入相应软件进行分析,将所得角度信息转化为位移信息,并绘制出沉降量与时间关系图。
地面沉降监测系统主要用于以下几种灾害的预测预报:
(1)地铁修建过程中地面沉降及楼顶沉降、倾斜的监测预报;
(2)大型建筑物在建造过程中地面沉降的监测预报;
(3)滑坡体范围内建筑物的地面沉降和房屋开裂的监测预报;
(4)矿区地面沉降的监测预报。
该套沉降监测设备与水准仪的主要技术指标对比如表1.1所示。
表1.1 沉降监测设备主要技术指标
北京科力安监测技术有限公司
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