A. 工程类测量用什么装备
工程测量仪有哪些
经纬仪
测量水平角和竖直角的仪器。由望远镜、水平度盘与垂直度盘和基座等部件组成。按读数设备分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子(自动显示)经纬仪。经纬仪广泛用于控制、地形和施工放样等测量。中国经纬仪系列有:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60六个型号(“DJ”表示“大地测量经纬仪”,“07、1、2、……”分别为该类仪器以秒为单位表示的一测回水平方向的中误差)。在经纬仪上附有专用配件时,可组成:激光经纬仪、坡面经纬仪等。此外,还有专用的陀螺经纬仪、矿山经纬仪、摄影经纬仪等。
水准仪
测量两点间高差的仪器。由望远镜、水准器(或补偿器)和基座等部件组成。按构造分:定镜水准仪、转镜水准仪、微倾水准仪、自动安平水准仪。水准仪广泛用于控制、地形和施工放样等测量工作。中国水准仪的系列标准有:DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等型号(“DS”表示“大地测量水准仪”,“05、1、3、……”分别为该类仪器以毫米为单位表示的每公里水准测量高差中数的偶然中误差)。在水准仪上附有专用配件时,可组成激光水准仪。
平板仪
地面人工测绘大比例尺地形图的主要仪器。由照准仪、平板和支架等部件组成。在照准仪上附加电磁波测距装置,可使作业更为方便迅速。
电磁波测距仪
应用电磁波运载测距信号测量两点间距离的仪器。测程在5~20公里的称为中程测距仪,测程在5公里之内的为短程测距仪。精度一般为 5mm+5ppm,具有小型、轻便、精度高等特点。60年代以来,测距仪发展迅速。近年来,生产的双色精密光电测距仪精度已达0.1mm+0.1ppm。电磁波测距仪已广泛用于控制、地形和施工放样等测量中,成倍的提高了外业工作效率和量距精度。
电子速测仪
由电子经纬仪、电磁波测距仪、微型计算机、程序模块、存储器和自动记录装置组成,快速进行测距、测角、计算、记录等多功能的电子测量仪器。有整体式和组合式两类。整体式电子速测仪为各功能部件整体组合,可自动显示斜距、角度,自动归算并显示平距、高差及坐标增量,具有较高的自动化程度。组合式电子速测仪,即电子经纬仪,电磁波测距仪,计算机及绘图设备等分离元件,按需要组合,既有较高的自动化特性,又有较大的灵活性。电子速测仪适用于工程测量和大比例尺地形测量。并能为建立数字地面模型提供解析数据,使地面测量趋于自动化,还可对活动目标做跟踪测量,例如对于港口工程中的船舶进出港口的航迹观测。
陀螺经纬仪
将陀螺仪和经纬仪组合在一起,用以测定真方位角的仪器。在地球上南北纬度75°范围内均可使用。陀螺高速旋转时,由于受地球自转影响,其轴向子午面两侧往复摆动。通过观测,可定出真北方向。陀螺经纬仪主要用于矿山和隧道地下导线测量的定向工作。有的陀螺经纬仪用微处理机进行控制,自动显示测量成果,具有较高的测量精度。激光陀螺经纬仪则具有精度较高、稳定和成本低的特点。
激光测量仪器
装有激光发射器的各种测量仪器。这类仪器较多,其共同点是将一个氦氖激光器与望远镜连接,把激光束导入望远镜筒,并使其与视准轴重合。利用激光束方向性好、发射角小、亮度高、红色可见等优点,形成一条鲜明的准直线,做为定向定位的依据。在大型建筑施工,沟渠、隧道开挖,大型机器安装,以及变形观测等工程测量中应用甚广。
常见的激光测量仪器有:①激光准直仪和激光指向仪。两者构造相近,用于沟渠、隧道或管道施工、大型机械安装、建筑物变形观测。目前激光准直精度已达10-5~10-6。②激光垂线仪。将激光束置于铅直方向以进行竖向准直的仪器。用于高层建筑、烟囱、电梯等施工过程中的垂直定位及以后的倾斜观测,精度可达0.5×10-4 。③激光经纬仪。用于施工及设备安装中的定线、定位和测设已知角度。通常在200米内的偏差小于1厘米。④激光水准仪。除具有普通水准仪的功能外,尚可做准直导向之用。如在水准尺上装自动跟踪光电接收靶,即可进行激光水准测量。⑤激光平面仪。
一种建筑施工用的多功能激光测量仪器,其铅直光束通过五棱镜转为水平光束;微电机带动五棱镜旋转,水平光束扫描,给出激光水平面,可达20□的精度。适用于提升施工的滑模平台、网形屋架的水平控制和大面积混凝土楼板支模、灌筑及抄平工作,精确方便、省力省工。
液体静力水准仪
利用连通管测定两点间微小高差的仪器。主要是由测深仪和控制器组成的观测系统。前者用微型电机作为动力,以测针自动跟踪水位进行观测,后者由电子设备部件经过测深仪与沉降点有线连接后,指挥任一沉降点进行工作,并由数码管显示逐点的观测值。在良好条件下,观测精度可达0.05mm左右。仪器主要用于精密测定建筑物沉降,建筑物安装及地震预报中的倾斜观测。
摄影经纬仪
由摄影机和经纬仪组装而成的供地面摄影测量野外作业用的主要仪器。摄影机上有物镜、暗箱、承片框、检影器。在承片框上装有精密的框标。经纬仪用来测定摄影站点和检查点的坐标,并确定主光轴方向。主要用于地形和非地形摄影测量。
立体坐标量测仪
摄影测量中用于测定立体像对上同名点的像片平面直角坐标和坐标差(视差)的仪器。由观测系统,导轨系统,像片盘,量测系统和照明设备等部分组成。有的仪器有自动坐标记录装置,还可直接获得计算机使用的穿孔纸带,或配有自动拍摄所量测像点影像的装置。主要用于解析空中三角测量和地面立体摄影测量加密像控点。
立体测图仪
航空摄影测量全能法测图仪器的统称。是摄影测量内业成图的主要仪器。其结构原理是以摄影过程的几何反转为基础。由投影系统、量测系统、观察系统和绘图系统组成。仪器按投影方式分为光学投影、机械投影和光学机械投影三种,按使用范围分,有专为地面立体摄影经纬仪配套的仪器,也有既可供航测成图又可供地面摄影成图的全能仪器;有的限于测图,有的还能用于空中三角测量。目前,发展的趋势是主机结构趋于简单,但增加各种外围设备,如自动坐标记录装置,正射投影装置、数控绘图桌等,以扩大使用范围,提高工作效率。另外,解析测图仪也可归于全能法测图仪器,它由带有反馈系统的高精度立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图桌、控制台及相应的软件组成。新型解析测图仪可以联机或脱机测图,其人机对话的数字摄影测量、信息库、图解系统用于地籍测量和空中三角测量,可获取数字地面模型、断面图、进行地面摄影测量以及修测更新地图等。
正射投影仪
将具有倾斜和地面起伏的中心投影像片变换成正射影像图的摄影测量专用仪器。正射影像图具有成图快速、信息丰富、直观易识等特点,正射投影仪一般分光学投影和电子投影两类,可以联机或脱机作业,制作正射影像图。
B. 结构模型实验和地质力学模型实验的异同
结构模型实验和地质力学模型实验的异同:
1 . 结构模型实验
①是研究弹性范围内线弹性应力模型,与研究超出弹性范围直至破坏的弹塑性模型试验,根据相似理论在模拟结构原型的模型上进行的力学试验。
②将作用在原型水工建筑上的力学现象,按一定的相似关系缩小,重演到模型上,从模型演示的与原型相似的力学现象中,采用电测技术量测应变和位移,以确定其应力、位移和安全度,再通过相似关系换算到原型,从而与设计成果分析对比,验证设计方案的合理性、计算数据的可靠性。
2 .地质力学模型实验
①是地力学模型试验门或岩石力学模型试验,用于研究地基本身及其对上部建筑的影响。
②是基于一定的相似原理对某一工程地质构造进行缩尺研究的一种物理模拟方法。
地质力学模型实验介绍:
地质力学模型试验又称地力学模型试验门或岩石力学模型试验。
地质力学模型实验应用范围:
近代由于生产建设及科学技术的发展越来越多的建筑物需要修建在具有复杂地质构造的岩基上或岩体内,如大坝、厂房、隧洞、地下电站、地下油库、矿井等等。这类建筑物的抗沿滑稳定性、基础变形对建筑物结构的影响、地下结构的围岩稳定和衬助压力、岩体高边坡的稳定问题等,都是地质力学模型试验的研究内容。而且,近年来随着试验量测技术的提高,地质力学模型试验中的一些研究课题,已由定性分析阶段进入定量分析阶段。
C. 陈卫忠中国科学院武汉岩土力学研究所研究员
陈卫忠,中国科学院武汉岩土力学研究所的研究员,1997年在那里完成了他的博士学位。之后,他两次赴法国进行科技合作研究,特别是在里尔科技大学土木系,专注于非饱和渗流、应力耦合理论以及核废料地质深埋储存稳定性等领域。他的科研生涯中,主持了多项国家级课题,包括“八五”、“九五”、“十五”攻关项目,以及多项国家自然科学基金的重大和重点基金项目,研究内容涵盖了实验室裂隙岩体力学性质、雁型裂纹扩展机制、节理岩体本构模型以及工程实践中的预应力锚索加固等项目。
在工程科研方面,陈卫忠教授的贡献广泛而深入,包括李家峡水电站、山西万家寨引黄入晋工程、小浪底枢纽、广州地铁一号线东杨区间隧道等大型项目的现场监测和数值分析,他的研究成果不仅有助于提升工程稳定性,还节省了工期和避免了外商索赔。尤其在万家寨工程中,他的计算分析工作得到了业主和设计院的高度认可,节省了13个月的工期,并避免了1000万美元的索赔。
陈卫忠教授在岩体力学与工程研究中,提出了关于节理岩体裂隙断裂模式、扩展机理和强度特性的关键理论,以及岩体非线性流变本构模型、损伤渗流耦合模型等,极大地丰富了地下工程施工过程的力学理论体系。他还开发了适用于地下工程的数值仿真软件,这些成果在多项国内工程中取得显著效益。
陈卫忠教授在学术界有着丰富的成果,发表了100多篇论文,其中SCI收录10篇,EI收录70多篇,出版了专著一部并持有专利两项。他的科研成就得到了国家和省部级的多项科技奖项,如国家科技进步二等奖、湖北省政府专项津贴等,并且入选了多项高层次人才工程。他还担任《岩土力学》编委、中国岩石力学与工程学会多个委员会委员及地下空间分会理事等重要学术职务。
陈卫忠,男,研究员,博士生导师。研究方向为应力场和渗流场耦合作用下的裂隙岩体稳定性和渗流场分析。