[科普中国]-钻孔伸长仪

简介

钻孔伸长仪可记录与钻孔底部的参照点之间垂直距离发生的连续变化。是精确测量观察点连续变形的最有效工具。为研究表土层内的移动变形机理，建立动态力学预测模型和研究地表沉陷控制方法，就可建立一个岩体内部移动变形监测钻孔，用钻孔伸长仪进行监测。

为了更好地理解滑坡诱发因素与运动力学之间的复杂关系，需要连续记录滑坡变形，而测量运动速率相对快的滑坡变形往往有许多条件限制，例如：人力、财力、设备的耐用性及假定条件等。为此，近年来，西班牙和意大利的研究人员对连续测量的设备进行了开发和改进，其中之一便是伸长仪。伸长仪造价低廉，在记录变形速率突变上非常有用而广泛应用于滑坡监测中。以往滑坡监测大都用钢丝伸长仪。

测量系统测量系统由四部分组成：

1、SONDEX沉降系统：它包括探头、电缆和带读数装置的卷缆轮。

探头内部有无线电频率振荡器和电测器电路，不受非准直性、磁带或多感应现象的影响。电缆重3.9kg/150m，外表面每米有一刻度，用来计算测深，卷缆轮上有电压指示器、灵敏度旋钮，蜂鸣器和电池检验按钮。卷缆轮内部装有三节4.5 V的电池为本系统供电（可用1.5 V电池代替），工作时电压不低于11 V，工作时间在200小时左右。

2、测管：有两种测管可供使用，一种是柔性波纹管，一种是刚性塑料管。

测管作为感应环的载体，把它置人岩层时，应保证感应环与围岩同步运动。根据不同条件，两种测管可单独使用，也可配合使用。比较理想的使用方式是刚性管外面套柔性管，这样既可保证感应环（固定在柔性管上）与围岩一起运动，又保证探头在管内畅通无阻。

3、感应环：感应环系由一般的金属丝制成，使用时绕在管壁上，两头相接，用胶带固定，可根据需要在下管子前按一定间隔布置。

4、基准架：基准架是可移动的，使用时装在孔口上方。架子上有毫米刻划的标尺，用来测量深度不足1m的尾数部分。架子上配置有手柄、滑轮等，可用来调整探头的深度。2

测量原理探头内的感应电路在探头接近感应环时，将引起蜂鸣器报警，并使指示器上指针偏转。当指针过到峰值，即探头中心正好对准感应环时，利用电缆和标尺上的刻度，便可测得探头中心所在的刻度值。根据工程前、后进行的测量结果，可算出不同深度（感应环所在位置）岩层的垂直位移以及每一段内岩层的竖向伸长或压缩量。为获得绝对的位移值，至少应有一个感应环（如孔底附近）埋在稳定岩石中，或者有一个感应环（如孔口附近）用其它方法测得绝对位移值。

钻孔伸长仪的使用和安装下图为钻孔伸长仪使用和安装示意图。在钻孔内下阶状塑料套管，并用水泥固定在孔内。在套管外部预定的高度上固定不锈钢圈的位置，利用能发生磁感应的探头来确定。用带刻划的电缆将探头送入孔内。当探头达到钢圈水平，磁感应以电信号通过电缆传至孔口的记录器，从而确定钢圈的高度位置。钻孔围岩移动带动钢圈移动，所以钢圈位置变化反映了该位置岩层的轴向位移，定位精度达到1.5mm。在钻孔内下特制的塑料套管，套管内有两对正交的滑槽，精密的测斜仪带有滑轮，可沿此套管的滑槽上下移动。连接测斜仪的电缆有深度刻划，观测时，将测斜仪放至孔底，逐渐提升。每提升约1m，记录仪上自动显示该部位的钻孔倾斜度，直到提测至地面为止。该系统的精度约为每33m±0.8mm。1