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          經靜力水準裝置及其在沉降觀測試驗中的數據分析

          來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2022-06-13 16:05

            

                 此靜力水準裝骰的研制和試驗工作是由建設部綜合勘察院負責,福建省建筑設計院參加配合試驗。在軟土地區的沉降觀測初步試驗,已由福建省建筑設計院許秉欽同志撰寫了論文*。本文取該文的部分觀測數據加以處理分析。本裝置的研制,自1980年以來,先后有三種。后兩種裝置的結構是在原裝置基礎上經實地測試總結分析后改進而成的。因篇幅有限,本文只對其中一種裝萱作介紹分析。
          一、裝置的基本結構
                 總結第一次裝置的優缺點,減少了液體運動,采取液體靜態觀測,用數理統計方法,對溫差所引起的系統誤差作了改正。
                 通管是用6分自來水管接成,連通管事先埋設在樓房地梁中間,觀測頭探針裝在水面上部 , 避免于分尺生銹污染水質和于分尺旋轉不靈,觀測頭除照明、吹氣管外增設測水溫的溫度計。
                 觀測頭系統的全部結構 , 如 圖2所示。觀測時首先接上干電池電源,使液體罐內有足夠亮度,如玻璃窗內水蒸氣過多,影響觀測讀數時,可用吹氣管把水蒸氣洗去,待水面穩定后,旋轉千分尺使探針剛好切在水面,此時探針呈現正倒影象。在千分尺上可估讀至1/1000毫米,重復操作兩次取平均值為一 次的觀測值,同時讀取水溫,取至1/ 10度。
                 觀測頭是按可變籃程式設計的,當觀測頭水位不足千分尺最大讀數時,可提升觀測頭高度改變蜇程 , 但在改變蜇程前必須測出被改變扯程的觀測頭與鄰近 一 點觀測頭的高差,以便計算出本點高差的加常數。
          二、溫度改正數計算
                 影響流體靜力水位的精度因素很多,解決這些問題比較復雜 , 趣购彩首页努力創造條件、力所能及地避免或減少不良因素的產生 ,這時僅考慮靜力液體溫度變化所帶來的系統誤差的 一 項改正。為此按現場實際情況布設試驗場: 觀測頭垂直距連通管的長管一米多,為了得到向陽背陽溫差較大數據 , 樓房的南北向均布設觀測點。同時為了得到內外符合精度,在同 一 地基基礎上布設了以靜力水淮觀測頭沉降標志和以精密水淮觀測的埋設在墻基礎內用鋼筋彎勾制成的沉降標志,兩種標志平面位置僅隔2-3厘米。
          (1)試驗數據的獲取及原始數據計算
                 為獲取較滿意的數據 , 趣购彩首页在施工底層階段,亦即沉降不明顯的時候進行試驗?,F場樓房北面設立14個觀測點(精密水準7個,靜力水準7個),南面設立10個觀測點(精密水淮5個,靜力水準5個)。連續觀測兩天,靜力水準每一 小時各觀測一 次,每次讀數二次,取平均值,并記錄液體溫度 , 共計獲取液面高度和液體的溫度各576個。從溫度記錄中發現中午樓房南北面觀測點的溫差很大, 最大達g c。晚間10時至翌日7時,溫差較小,僅 1 a·左右。
                 溫差大的2-10號點觀測兩天的高差:82年9月19日12時為6168.73毫米;第二天的5時為6173.14亳米。相差4.41毫米。而2-10號點的9月20日1時與5時,其溫差小,故高差之差,僅為0.04亳米。
                 這說明:靜力水準在氣溫沒有什么變化的時候,觀測精度相當高,而在氣溫變化顯著時,觀測誤差可能達到幾毫米。顯然僅取觀測原始數據計算高差,精度是很差的。
          靜力水準儀
          (2)試驗數據處理
                  靜力水準觀測頭與精密水淮沉降點的現場布設相互關系。分別為第 i個靜力水淮觀測頭讀數0值對第一個靜力水準觀測頭讀數0值之差及其估值。
                 A為止至第一個靜力水準觀頭0值的高度,A為常數, 可設為 0 。
                  取得靜力水準觀測數據后 , 歸算至相應的精密水準沉降點面上。歸算分兩部分: 一 是取決千 i 點溫度與第一 點溫度之差,二是取決千i點觀測頭千分尺0刻劃與第一點觀測頭千分尺0刻劃之差。每一靜力水準觀測頭相對于第 一 個靜力水準觀測頭的觀測值,均需列出上面類型的方程組。
          3.精度分析
          a、靜力水準經過溫差改正后的成果與當日精密水準觀測成果較差中誤差計算
          例: 82年9月19日由精密水準測得2號沉降點高程為H2= 6193. 34mm計算靜力水準高差歸算到2號沉降點高程,取82年9月19日8時至20日7時統計結果得較差中誤差。
          b、靜力水準經過溫差改正后內部符合精度
          有利時間: (氣溫比較穩定即本例晚22時至翌日7時)
          一般時間: (包括不利時間、氣溫不穩定,即本例8時至21時)
          c、舉典型實例說明溫差改正的作用
                 用原始觀測值計算高差,用溫差改正后高差,以及用精密水淮測得高差,取1982年9月兩天的三種成果列如表3 (2號點至10號點高差)。
          根據以上精度分析,可以說明:
          a、靜力水淮觀測,在條件好的情況下,觀測精度約在百分之幾亳米。
          b、觀測頭間的溫差大時,不能用靜力水準作沉降觀測;溫差不大時,經溫度改正后,精度有所提高,但也只能達到十分之幾亳米。
          c、精密水準測抵,在施工期中條件較差的情況下觀測精度也只能達到十分之幾亳米。
          三、靜力水準裝置應用千福州軟土地基建筑物沉降觀測的精度估計
                 觀測試驗的情況及對觀測精度進行評價由福建省建筑設計院許秉欽工程師另文撰寫。文中的儀器設備、操作和計算方法,均按本文前面說過的進行,在操作中并總結試驗中經驗,即利用有利時間進行觀測,共歷半年時間,每10天左右觀測一次,每次間隔1-2小時獨立地觀測2-3測回,每測回讀取兩個數取平均值,按式(1)計算沉降點高程。這里只對該論文所提供的觀測數據作觀測精度估計的補充。
                 施工中的沉降觀測,基本上是處在動態情況進行的。本測區建筑物沉降量約為0.5毫米/天, 最大差異沉降約為0.1毫米/天,一般一 天差異沉降都在百分之幾亳米以內。
                 在這種情況下如何評定觀測精度,趣购彩首页采用綜合統計估計中誤差的方法設靜力水準在條件良好情況下進行觀測是等精度的,觀測值的母體中誤差為 。
                 這初步說明靜力水準在良好條件(外界影響極少)下進行觀測,精度是很高的。這種靜力水淮裝骰,經過將近半年時間的實踐,也發現一 些問題,主要是儀器裝登在室外(室內影響用戶有效面積使用)影響用戶美觀裝飾環境,其次是尚存在著裝置笨重,以及靠人工讀數不甚準確和溫度對觀測成果的影響等等。


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