A. 工程類測量用什麼裝備
工程測量儀有哪些
經緯儀
測量水平角和豎直角的儀器。由望遠鏡、水平度盤與垂直度盤和基座等部件組成。按讀數設備分為游標經緯儀、光學經緯儀和電子(自動顯示)經緯儀。經緯儀廣泛用於控制、地形和施工放樣等測量。中國經緯儀系列有:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60六個型號(「DJ」表示「大地測量經緯儀」,「07、1、2、……」分別為該類儀器以秒為單位表示的一測回水平方向的中誤差)。在經緯儀上附有專用配件時,可組成:激光經緯儀、坡面經緯儀等。此外,還有專用的陀螺經緯儀、礦山經緯儀、攝影經緯儀等。
水準儀
測量兩點間高差的儀器。由望遠鏡、水準器(或補償器)和基座等部件組成。按構造分:定鏡水準儀、轉鏡水準儀、微傾水準儀、自動安平水準儀。水準儀廣泛用於控制、地形和施工放樣等測量工作。中國水準儀的系列標准有:DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等型號(「DS」表示「大地測量水準儀」,「05、1、3、……」分別為該類儀器以毫米為單位表示的每公里水準測量高差中數的偶然中誤差)。在水準儀上附有專用配件時,可組成激光水準儀。
平板儀
地面人工測繪大比例尺地形圖的主要儀器。由照準儀、平板和支架等部件組成。在照準儀上附加電磁波測距裝置,可使作業更為方便迅速。
電磁波測距儀
應用電磁波運載測距信號測量兩點間距離的儀器。測程在5~20公里的稱為中程測距儀,測程在5公里之內的為短程測距儀。精度一般為 5mm+5ppm,具有小型、輕便、精度高等特點。60年代以來,測距儀發展迅速。近年來,生產的雙色精密光電測距儀精度已達0.1mm+0.1ppm。電磁波測距儀已廣泛用於控制、地形和施工放樣等測量中,成倍的提高了外業工作效率和量距精度。
電子速測儀
由電子經緯儀、電磁波測距儀、微型計算機、程序模塊、存儲器和自動記錄裝置組成,快速進行測距、測角、計算、記錄等多功能的電子測量儀器。有整體式和組合式兩類。整體式電子速測儀為各功能部件整體組合,可自動顯示斜距、角度,自動歸算並顯示平距、高差及坐標增量,具有較高的自動化程度。組合式電子速測儀,即電子經緯儀,電磁波測距儀,計算機及繪圖設備等分離元件,按需要組合,既有較高的自動化特性,又有較大的靈活性。電子速測儀適用於工程測量和大比例尺地形測量。並能為建立數字地面模型提供解析數據,使地面測量趨於自動化,還可對活動目標做跟蹤測量,例如對於港口工程中的船舶進出港口的航跡觀測。
陀螺經緯儀
將陀螺儀和經緯儀組合在一起,用以測定真方位角的儀器。在地球上南北緯度75°范圍內均可使用。陀螺高速旋轉時,由於受地球自轉影響,其軸向子午面兩側往復擺動。通過觀測,可定出真北方向。陀螺經緯儀主要用於礦山和隧道地下導線測量的定向工作。有的陀螺經緯儀用微處理機進行控制,自動顯示測量成果,具有較高的測量精度。激光陀螺經緯儀則具有精度較高、穩定和成本低的特點。
激光測量儀器
裝有激光發射器的各種測量儀器。這類儀器較多,其共同點是將一個氦氖激光器與望遠鏡連接,把激光束導入望遠鏡筒,並使其與視准軸重合。利用激光束方向性好、發射角小、亮度高、紅色可見等優點,形成一條鮮明的準直線,做為定向定位的依據。在大型建築施工,溝渠、隧道開挖,大型機器安裝,以及變形觀測等工程測量中應用甚廣。
常見的激光測量儀器有:①激光準直儀和激光指向儀。兩者構造相近,用於溝渠、隧道或管道施工、大型機械安裝、建築物變形觀測。目前激光準直精度已達10-5~10-6。②激光垂線儀。將激光束置於鉛直方向以進行豎向準直的儀器。用於高層建築、煙囪、電梯等施工過程中的垂直定位及以後的傾斜觀測,精度可達0.5×10-4 。③激光經緯儀。用於施工及設備安裝中的定線、定位和測設已知角度。通常在200米內的偏差小於1厘米。④激光水準儀。除具有普通水準儀的功能外,尚可做準直導向之用。如在水準尺上裝自動跟蹤光電接收靶,即可進行激光水準測量。⑤激光平面儀。
一種建築施工用的多功能激光測量儀器,其鉛直光束通過五棱鏡轉為水平光束;微電機帶動五棱鏡旋轉,水平光束掃描,給出激光水平面,可達20□的精度。適用於提升施工的滑模平台、網形屋架的水平控制和大面積混凝土樓板支模、灌築及抄平工作,精確方便、省力省工。
液體靜力水準儀
利用連通管測定兩點間微小高差的儀器。主要是由測深儀和控制器組成的觀測系統。前者用微型電機作為動力,以測針自動跟蹤水位進行觀測,後者由電子設備部件經過測深儀與沉降點有線連接後,指揮任一沉降點進行工作,並由數碼管顯示逐點的觀測值。在良好條件下,觀測精度可達0.05mm左右。儀器主要用於精密測定建築物沉降,建築物安裝及地震預報中的傾斜觀測。
攝影經緯儀
由攝影機和經緯儀組裝而成的供地面攝影測量野外作業用的主要儀器。攝影機上有物鏡、暗箱、承片框、檢影器。在承片框上裝有精密的框標。經緯儀用來測定攝影站點和檢查點的坐標,並確定主光軸方向。主要用於地形和非地形攝影測量。
立體坐標量測儀
攝影測量中用於測定立體像對上同名點的像片平面直角坐標和坐標差(視差)的儀器。由觀測系統,導軌系統,像片盤,量測系統和照明設備等部分組成。有的儀器有自動坐標記錄裝置,還可直接獲得計算機使用的穿孔紙帶,或配有自動拍攝所量測像點影像的裝置。主要用於解析空中三角測量和地面立體攝影測量加密像控點。
立體測圖儀
航空攝影測量全能法測圖儀器的統稱。是攝影測量內業成圖的主要儀器。其結構原理是以攝影過程的幾何反轉為基礎。由投影系統、量測系統、觀察系統和繪圖系統組成。儀器按投影方式分為光學投影、機械投影和光學機械投影三種,按使用范圍分,有專為地面立體攝影經緯儀配套的儀器,也有既可供航測成圖又可供地面攝影成圖的全能儀器;有的限於測圖,有的還能用於空中三角測量。目前,發展的趨勢是主機結構趨於簡單,但增加各種外圍設備,如自動坐標記錄裝置,正射投影裝置、數控繪圖桌等,以擴大使用范圍,提高工作效率。另外,解析測圖儀也可歸於全能法測圖儀器,它由帶有反饋系統的高精度立體坐標量測儀、電子計算機、數控繪圖桌、控制台及相應的軟體組成。新型解析測圖儀可以聯機或離線測圖,其人機對話的數字攝影測量、信息庫、圖解系統用於地籍測量和空中三角測量,可獲取數字地面模型、斷面圖、進行地面攝影測量以及修測更新地圖等。
正射投影儀
將具有傾斜和地面起伏的中心投影像片變換成正射影像圖的攝影測量專用儀器。正射影像圖具有成圖快速、信息豐富、直觀易識等特點,正射投影儀一般分光學投影和電子投影兩類,可以聯機或離線作業,製作正射影像圖。
B. 結構模型實驗和地質力學模型實驗的異同
結構模型實驗和地質力學模型實驗的異同:
1 . 結構模型實驗
①是研究彈性范圍內線彈性應力模型,與研究超出彈性范圍直至破壞的彈塑性模型試驗,根據相似理論在模擬結構原型的模型上進行的力學試驗。
②將作用在原型水工建築上的力學現象,按一定的相似關系縮小,重演到模型上,從模型演示的與原型相似的力學現象中,採用電測技術量測應變和位移,以確定其應力、位移和安全度,再通過相似關系換算到原型,從而與設計成果分析對比,驗證設計方案的合理性、計算數據的可靠性。
2 .地質力學模型實驗
①是地力學模型試驗門或岩石力學模型試驗,用於研究地基本身及其對上部建築的影響。
②是基於一定的相似原理對某一工程地質構造進行縮尺研究的一種物理模擬方法。
地質力學模型實驗介紹:
地質力學模型試驗又稱地力學模型試驗門或岩石力學模型試驗。
地質力學模型實驗應用范圍:
近代由於生產建設及科學技術的發展越來越多的建築物需要修建在具有復雜地質構造的岩基上或岩體內,如大壩、廠房、隧洞、地下電站、地下油庫、礦井等等。這類建築物的抗沿滑穩定性、基礎變形對建築物結構的影響、地下結構的圍岩穩定和襯助壓力、岩體高邊坡的穩定問題等,都是地質力學模型試驗的研究內容。而且,近年來隨著試驗量測技術的提高,地質力學模型試驗中的一些研究課題,已由定性分析階段進入定量分析階段。
C. 陳衛忠中國科學院武漢岩土力學研究所研究員
陳衛忠,中國科學院武漢岩土力學研究所的研究員,1997年在那裡完成了他的博士學位。之後,他兩次赴法國進行科技合作研究,特別是在里爾科技大學土木系,專注於非飽和滲流、應力耦合理論以及核廢料地質深埋儲存穩定性等領域。他的科研生涯中,主持了多項國家級課題,包括「八五」、「九五」、「十五」攻關項目,以及多項國家自然科學基金的重大和重點基金項目,研究內容涵蓋了實驗室裂隙岩體力學性質、雁型裂紋擴展機制、節理岩體本構模型以及工程實踐中的預應力錨索加固等項目。
在工程科研方面,陳衛忠教授的貢獻廣泛而深入,包括李家峽水電站、山西萬家寨引黃入晉工程、小浪底樞紐、廣州地鐵一號線東楊區間隧道等大型項目的現場監測和數值分析,他的研究成果不僅有助於提升工程穩定性,還節省了工期和避免了外商索賠。尤其在萬家寨工程中,他的計算分析工作得到了業主和設計院的高度認可,節省了13個月的工期,並避免了1000萬美元的索賠。
陳衛忠教授在岩體力學與工程研究中,提出了關於節理岩體裂隙斷裂模式、擴展機理和強度特性的關鍵理論,以及岩體非線性流變本構模型、損傷滲流耦合模型等,極大地豐富了地下工程施工過程的力學理論體系。他還開發了適用於地下工程的數值模擬軟體,這些成果在多項國內工程中取得顯著效益。
陳衛忠教授在學術界有著豐富的成果,發表了100多篇論文,其中SCI收錄10篇,EI收錄70多篇,出版了專著一部並持有專利兩項。他的科研成就得到了國家和省部級的多項科技獎項,如國家科技進步二等獎、湖北省政府專項津貼等,並且入選了多項高層次人才工程。他還擔任《岩土力學》編委、中國岩石力學與工程學會多個委員會委員及地下空間分會理事等重要學術職務。
陳衛忠,男,研究員,博士生導師。研究方向為應力場和滲流場耦合作用下的裂隙岩體穩定性和滲流場分析。