建筑物內(nèi)部監(jiān)測(cè)

第4章建筑物內(nèi)部監(jiān)測(cè)傳感器第4章建筑物內(nèi)部監(jiān)測(cè)敏感元件、探頭、探測(cè)器、換能器光學(xué)量、熱學(xué)量、電學(xué)量、力學(xué)量、機(jī)械量傳感器按原理分類：電阻式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光電式、熱敏式、氣敏式等。傳感器按用途分類：位移、壓力、速度、加速度、溫度等。第4章建筑物內(nèi)部監(jiān)測(cè)內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測(cè)地下水位及滲流監(jiān)測(cè)撓度監(jiān)測(cè)裂縫監(jiān)測(cè)光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)4.1內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)分層水平位移觀測(cè)4.1內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)-分層水平位移觀測(cè)分層位移：測(cè)斜儀、正倒垂線。4.1內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)-測(cè)斜儀及其應(yīng)用作用：觀測(cè)分層水平位移。結(jié)構(gòu)：測(cè)頭、導(dǎo)向滾輪、連接電纜及測(cè)讀設(shè)備。1—傳感器2—電纜3—導(dǎo)管接頭4—鉆孔5—導(dǎo)管6—灌漿7—導(dǎo)輪8—管初始位置線9—傳感器測(cè)斜管的連接圖測(cè)斜管及連接方法測(cè)斜儀的工作原理圖豎向測(cè)斜儀現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)測(cè)斜儀的使用測(cè)斜儀野外測(cè)量情況4.1內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)-測(cè)斜儀及其應(yīng)用（1）使用前嚴(yán)格標(biāo)定；（3）鉆孔孔徑等于或大于89mm,管底埋置在傾斜部位深度以下；（2）測(cè)斜管-鋼材、鋁合金和塑料等制作，每節(jié)長(zhǎng)度2-4m，管內(nèi)壁設(shè)有兩對(duì)互相垂直的縱向?qū)Р郏?.1內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)-測(cè)斜儀及其應(yīng)用（4）測(cè)斜管豎向埋設(shè)，管內(nèi)導(dǎo)槽位置與量測(cè)位移方向一致；（5）管頂部高出基準(zhǔn)面150～200mm，頂?shù)撞可w子封牢，埋入前灌滿清水；（7）測(cè)時(shí),先滑到管底，向上拉線，每隔一定距離讀數(shù)。（6）管提前5天安裝完,

3～5天內(nèi)重測(cè)3次以上，確定管穩(wěn)定后正式測(cè);4.1內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)-測(cè)斜儀及其應(yīng)用4.2應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測(cè)

應(yīng)力：截面某一點(diǎn)單位面積上的內(nèi)力與截面垂直的稱正應(yīng)力或法向應(yīng)力與截面相切稱剪應(yīng)力或切應(yīng)力應(yīng)力反映物體一點(diǎn)處受力程度的力學(xué)量。應(yīng)力隨外力增加而增長(zhǎng)，應(yīng)力超過(guò)限度，材料破壞。4.2應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測(cè)-應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)的作用通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，了解建筑物應(yīng)力實(shí)際分布，尋求最大應(yīng)力位置、大小和方向，掌握建筑物實(shí)際強(qiáng)度安全程度。利用應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)成果，可以改進(jìn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證新設(shè)計(jì)方法和建筑物設(shè)計(jì)形態(tài)。4.2應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測(cè)-儀器埋設(shè)觀測(cè)截面測(cè)點(diǎn)處埋設(shè)應(yīng)變計(jì)組和無(wú)應(yīng)力計(jì)。應(yīng)變計(jì)組各向應(yīng)變計(jì)測(cè)值—測(cè)點(diǎn)各向應(yīng)變。無(wú)應(yīng)力計(jì)測(cè)量除外力以外的由于混凝土物理、化學(xué)因素及溫度、濕度變化引起的變形。4.3地下水位及滲流監(jiān)測(cè)-地下水位觀測(cè)地下水位觀測(cè)是水利、采礦、能源、交通、高層建筑等工程安全監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目之一。地下水位觀測(cè)采取在透水層埋設(shè)測(cè)壓管，通過(guò)人工或利用水位傳感器進(jìn)行觀測(cè)，也可通過(guò)專門的觀測(cè)井進(jìn)行觀測(cè)。4.3地下水位及滲流監(jiān)測(cè)-水位觀測(cè)井觀測(cè)水位觀測(cè)井觀測(cè)系統(tǒng)：鉆孔水位管和測(cè)頭、鋼尺電纜、接收系統(tǒng)及繞線盤等。測(cè)頭內(nèi)裝水阻接觸點(diǎn)。觸點(diǎn)觸到水面，接通接收系統(tǒng)，蜂鳴器響。讀鋼尺讀數(shù)。井位布設(shè)全面反映工程地下水位分布面。4.3地下水位及滲流監(jiān)測(cè)-滲流量觀測(cè)滲流量觀測(cè)：滲漏水流量、水質(zhì)。水質(zhì)觀測(cè)：滲漏水溫度、透明度、化學(xué)成分。滲流量觀測(cè)系統(tǒng)布置：根據(jù)工程地質(zhì)條件、滲漏水出流和匯集條件、所采用測(cè)量方法等確定。大型工程應(yīng)分區(qū)、分段進(jìn)行測(cè)量，所有集水和量水設(shè)施均應(yīng)避免客水干擾。水質(zhì)觀測(cè)在相對(duì)固定的滲流出口或堰口進(jìn)行。4.4撓度監(jiān)測(cè)-基本概念撓度觀測(cè)：測(cè)定建筑物受力后撓曲程度建筑物彎曲變形時(shí)橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱為撓度。平置構(gòu)件撓度示意圖4.4撓度監(jiān)測(cè)-觀測(cè)方法直立高大型建筑物撓度觀測(cè)方法：測(cè)定建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點(diǎn)相對(duì)于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會(huì)法測(cè)定。內(nèi)部有豎直通道的建筑物，撓度觀測(cè)多采用垂線觀測(cè)。4.4撓度監(jiān)測(cè)-觀測(cè)方法4.5裂縫監(jiān)測(cè)-基本概念建筑物裂縫觀測(cè):位置、長(zhǎng)度、寬度、深度和錯(cuò)距等。對(duì)建筑物內(nèi)部及表面可能產(chǎn)生裂縫部位，應(yīng)預(yù)埋儀器設(shè)備，進(jìn)行定期觀測(cè)或臨時(shí)采用適宜方法進(jìn)行探測(cè)。測(cè)微器法主要包括：?jiǎn)蜗驕y(cè)縫標(biāo)點(diǎn)和三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)；主要用于測(cè)量表面裂縫的寬度、長(zhǎng)度和深度。4.5裂縫監(jiān)測(cè)-單向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)標(biāo)點(diǎn)采用直徑為20mm，長(zhǎng)約80mm的金屬棒，埋入混凝土內(nèi)60mm，外露部分為標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)上各有一個(gè)保護(hù)蓋。兩標(biāo)點(diǎn)間距不少于150mm，用游標(biāo)卡尺定期測(cè)定，測(cè)量精度0.1mm。1—標(biāo)點(diǎn)2—鉆孔線3—裂縫4.5裂縫監(jiān)測(cè)-超聲波檢測(cè)超聲波用于非破損檢測(cè)，以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息。裂縫的深度。超聲波測(cè)裂縫深度E—發(fā)射探頭；R—接收探頭；B—裂縫；A—裂縫終點(diǎn)；H—裂縫深度4.6光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)光纖傳感技術(shù)開(kāi)始70年代中期，伴隨光纖及光通信技術(shù)發(fā)展形成。光纖傳感器優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣、防爆性好、抗電磁干擾、光路可擾曲、易于與計(jì)算機(jī)連接、便于遙測(cè)等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、質(zhì)量輕、頻帶寬，可進(jìn)行溫度、應(yīng)變、壓力等多種參數(shù)的分布式測(cè)量。近年來(lái)廣泛應(yīng)用，成為建筑物結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)首選4.6光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)-光纖的結(jié)構(gòu)光纖傳感器的結(jié)構(gòu)框圖光源傳感頭光電轉(zhuǎn)換信號(hào)處理被測(cè)量光纖電信號(hào)輸出信號(hào)4.6光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)-光纖光柵傳感器（FBG）

光纖光柵傳感器，對(duì)多個(gè)物理量敏感，可以測(cè)量多個(gè)物理量，包括應(yīng)變、應(yīng)力、溫度、位移、振動(dòng)、壓力等。在水庫(kù)、大壩等的溫度及應(yīng)變監(jiān)測(cè)中，傳感器的精度可