一种钻孔深层水平位移高密度测试方法

本发明属于测斜仪测试领域，特别是涉及一种钻孔深层水平位移高密度测试方法。

背景技术：

1、工程建设过程中往往需要对结构体深层水平位移进行监测，以评价结构的整体稳定状态，如边坡、基坑等，常用的方法是待测结构处埋设带测斜管，利用滑动式测斜仪进行测量。通过将测斜仪沿测斜管卡槽滑至指定深度位置，可测得该位置处测斜探头两个导轮间测斜管与铅垂线的夹角，以测斜探头导轮间距为步长、以测斜管底部为基准点，可测得钻孔内系列位置测斜管与铅垂线的夹角，进而利用三角几何关系可获得这些测点相对于基准点的水平位置，各点当前水平位置相比于初始水平位置之差即为累计水平位移。

2、当待测结构变形较大且濒临失稳时，其滑动面位置往往具有较大的变形，而传统的测斜仪探头导轮间距为500mm，当以测孔底为基准点、探头导轮间距为步长测量时，最大滑动面极可能处于某次测量中两导轮的中间位置，从而导致实测的最大水平滑动位移比真实值偏小、无法获得滑动体的最大水平位移或水平位移拐点，一定程度影响工程加固方案设计，甚至造成严重的滑坡工程地质灾害。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，包括：

3、获取钻孔若干个测量基点，对相邻测量基点的区间进行等间隔测点加密，得到若干个插值点和相邻插值点间的小段长度值；

4、自钻孔底部向上，探头沿钻孔每向上移动所述小段长度，获得若干测点位置探头与铅锤方向的夹角，其中所述测点为测量基点和插值点的集合；

5、计算钻孔底部若干个测量基点坐标的最优拟合函数，基于所述小段长度得到钻孔最底部两测量基点间插值点的水平坐标值，进一步获得所有测点的水平坐标值；

6、对同一测点任意相邻两次水平坐标值进行差值计算，得到其水平位移增量，累积同一测点的所有水平位移增量得到其水平总位移。

7、优选地，得到若干个插值点和相邻插值点间的小段长度值的过程包括：

8、将测斜探头置于钻孔中，基于所述测斜探头的有效测距，得到钻孔若干个测量基点，对相邻测量基点的区间进行等间隔测点加密，得到若干个插值点和相邻插值点间的小段长度值。

9、更进一步的，相邻插值点小段长度值是指相邻插值点间的斜线距离。

10、优选地，获得若干测点位置探头与铅锤方向的夹角的过程包括：

11、将测斜探头下导轮置于钻孔最底部测量基点，测量得到所述钻孔最底部测点处探头与铅锤方向的夹角；然后，将测斜探头向上提拉所述小段长度，获得其它测点位置处测斜探头与铅锤方向的夹角，直至测斜探头上导轮到达钻孔顶部。

12、优选地，获得所有测点的水平坐标值的过程包括：

13、假设钻孔最底部测点始终位于坐标原点，基于若干个测点位置探头与铅锤方向的夹角、探头的有效测距，计算得到底部若干个测量基点坐标，对所述测量基点坐标进行函数式拟合，获得最优拟合函数；基于所述小段长度、夹角和最优拟合函数，计算得到钻孔最底部两测量基点间插值点的水平坐标值。

14、更进一步的，所述测量基点坐标指水平坐标值和竖向坐标值

15、更进一步的，所述函数式为多项式、样条曲线等函数。

16、优选地，得到其水平总位移的过程包括：

17、获取第1次、……、第n-1次、第n次测量时的各测点水平坐标值，分别记为各测点的第1水平坐标值、……、第n-1水平坐标值、第n水平坐标值；

18、对所述相邻两次水平坐标值进行差值计算，得到各测点的水平位移增量；

19、累计同一测点所有水平位移增量得到水平总位移。

20、更进一步地，相邻两次水平坐标值进行差值计算，即后一次测量值减去前一次测量值。

21、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

22、本发明通过提供的技术方案，能够准确得到钻孔内更多测点的水平位移，可获得钻孔光滑连续的深层水平位移状态，有效捕捉钻孔的最大水平位移值和位置，正确判断钻孔所在结构的潜在滑移状态，正确及时预警地质灾害，避免或减小人员伤亡和经济损失。

技术特征：

1.一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，得到若干个插值点和相邻插值点间的小段长度值的过程包括：

3.根据权利要求1所述的一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，获得若干测点位置探头与铅锤方向的夹角的过程包括：

4.根据权利要求1所述的一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，获得所有测点的水平坐标值的过程包括：

5.根据权利要求4所述的一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，所述测量基点坐标指水平坐标值和竖向坐标值。

6.根据权利要求4所述的一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，所述函数式为多项式函数、样条曲线函数。

7.根据权利要求1所述的一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，其特征在于，得到其水平总位移的过程包括：

技术总结
本发明公开了一种钻孔深层水平位移高密度测试方法，包括：获取钻孔若干个测量基点，对相邻测量基点的区间进行等间隔测点加密，得到若干个插值点和相邻插值点间的小段长度值；自钻孔底部向上，探头沿钻孔每向上移动所述小段长度，获得若干测点位置探头与铅锤方向的夹角；计算钻孔底部若干个测量基点坐标的最优拟合函数，基于所述小段长度得到钻孔最底部两测量基点间插值点的水平坐标值，进一步获得所有测点的水平坐标值；对同一测点任意相邻两次水平坐标值进行差值计算，得到其水平位移增量，累积同一测点的所有水平位移增量得到其水平总位移。本发明提高了钻孔深层水平位移测点密度，可获得任意深度的真实水平位移，为工程稳定评价提供技术参数。

技术研发人员：张强,徐海旭,叶思哲,尹乾,吴疆宇,吴晓锁
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13