矿山边坡等内部位移监测设备有哪些，该如何选择监测设备

前言

测斜仪是一款用于测量钻孔、基坑、地基基础、墙体、坝体坡、油田测井、海洋测井勘探、煤矿勘探等深层水平位移的仪器。

深层水平位移监测是土地开发、地质灾害预警等领域中非常重要的一项任务。深层水平位移监测系统能够提供实时、准确的数据，帮助人们及时发现地质灾害，采取应急措施，保障人民生命财产安全。同时利用测斜仪采集岩土深层的位移数据，分析得出相应报表，用于分析工程过程中的安全性、稳定性，确保工程能够长期稳定运行。随着社会经济和科技进步，国内工程建设法规的不断完善，国内各式岩土工程建设中的安全监测需求也逐步提高！因此，相关企业根据需求研发了各类测斜仪。

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测斜仪的工作原理

测斜仪的是通过仪器测量轴线与垂线之间的夹角变化量，根据测斜仪的长度和夹角变化量换算出水平方向的位移量，Δdi=∑L·sinθi。

实际应用时，测斜管通常安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直测斜孔内。通过测斜仪测量测斜管内不用深度的倾斜角度变化量，从测斜管底部开始逐米累加，可以得出不同深度的水平位移数据。

（测斜仪工作原理图）

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测斜仪的分类

测斜仪按传感元件不同，可大概分为电阻式、振弦式及加速度计式三种。按测量方式和结构设计不同又可分为滑动式/导轮式测斜仪、固定式测斜仪、阵列式位移计、节段式位移计四种类型。（如下图）

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测斜仪的类型和区别

1）滑动式/导轮式测斜仪

滑动式测斜仪主要由测斜探头、电缆和主机三部分组成。工程应用时，首先在土体 (桩体) 中预埋测斜管。通过人工提放测量探头在经过每个测量深度时，在主机上读取该深度的角度数据，从而换算出水平位移量。滑动式测斜仪的主要缺陷：

① 同一时间只能测量其中一个深度的数据；

② 同一时间只能测量一个轴向的数据，测量另一个轴向的数据需取出探头后，把导论放到对应的导向槽内；

③ 人工提放读数，不能实现自动化在线监测及预警；

④ 需把测量数据导出后再进行换算，整个测量周期较长。

（滑动式测斜仪/导论式测斜仪产品图及现场图）

2）固定式测斜仪

固定式测斜仪主要由带导轮的测杆、连接钢丝绳、观测线缆3部分组成。工程应用时，可以通过钢丝绳将多个测斜杆吊装到侧斜井内的不同深度位置，从而测量出每个测斜杆对应深度的位移数据。固定式测斜仪虽然解决了人工提放的问题，但仍然存在以下主要缺陷：

① 每段测斜杆都需要单独拉一条线缆到井口，有限的测斜管无法放入较多线缆；

② 每个测斜井只能吊装有限的几个测斜杆，不能测出从测斜井的井底到井口整段连续的位移数据。

（固定式测斜仪产品图及现场图）

3）阵列式位移计

阵列式位移计在前两代测斜仪的基础上做了重大升级。每个测量单元内置MEMS微机电加速度测量单元系统，利用测量重力加速度在不同轴向上的数据计算出对应轴与重力方向的角度，通过角度的变化计算对应测量单元的位移量，可同时测量每个深度XYZ三轴的位移数据。但工程使用过程中仍然存在一些缺陷：

① 采用整体设计，出厂就需要安照测斜井的深度定制长度；

② 由于需要定制长度，导致交货周期相对较长；

③ 出厂就做成一个不可拆卸的整体，并缠绕在木架上，不用大型机械很难搬运；

④ 当某段测量单元出现问题时，需要把整体搬运回厂家检修，维护成本非常高；

⑤ 由于出厂就根据井深定制了长度，不能在下一个不同井深的项目中重复使用，整体使用成本较高。

（阵列式位移计产品图及现场图）

4）节段式位移计

节段式位移计作为新一代三维位移监测仪器，采用单节段自由拼接总长度的连接方式设计，解决了滑动式测斜仪不能自动化监测、固定式测斜仪数据不连续、阵列位移计不能根据孔深灵活拼接为任意长度等缺陷。具有以下主要特点：

① 自动化在线监测预警：将井口的485总线接入安锐测控云平台系统即可实现自动化监测预警。

② 方便搬运：采用分段自由拼接式设计，出厂时每个节段为独立的个体，可分批带到现场后再根据测斜井总深度自由组装成一个整体。

③ 方便维护：当某个节段发生故障时，将有故障的节段寄修，或更换有故障的节段即可；不用将整体打包发回厂家维修。

④ 重复使用：节段式位移计采用分段自由拼接式设计，项目结束后可根据下一个项目的井深自由拼接总长度。

（节段式位移计产品图）

（节段式位移计现场图）