1、1安全監測資料成果計算方法匯編1應變計的計算1.1差阻式應變計數據的格式以及總應變的計算日期(年月日時分)電阻值(Rt)總電阻(Rs)芯線電阻(2r)電阻比(Z)溫度成果計算公式:溫度：T=a' (Rt-RO)(1)成果：£ m= k (Z-Z0) +(b- a c) (Ti-T0 )式中：T 溫度a一儀器的溫度系數RO 0C時儀器的計算電阻£ m應變計的總應變卩£Z0電阻比的基準值0.01 %Zi電阻比的觀測值0.01 %-儀器的膨脹修正系數。a C 為砼的膨脹系數，通常a C在5.612.0 X 10-6/ T范圍內。一般情況下取10X 10-6/ T

2、oK儀器的校正系數。注意：當儀器有一根芯線斷或其它原因異常情況下，采取4線觀測時，測值只有:RS 2r、和Z4情況下，需要將結果換算成上述計算的參數，進行計算。其中:Rt= Rs-2rZ=Z4+(Z4-1)2i7Rt1.2振弦式應變計數據的格式以及總應變的計算日期（年月日時分）頻率讀數（digit ）溫度（C）溫度成果計算公式:£ m= k (Li-LO ) +(b- a c) (Ti-TO )式中：£ m-應變計的總應變卩£,Li 頻率模數，物理含義為頻率的平方除以 1000。L0-頻率模數的基準值。1.3單支應變計和無應力計單支應變計和無應力計均按照上式（1）

3、和（4）進行計算。無應力計計算時成果代號為&g。1.4應變計組單軸應變的計算1.4.1應力應變的計算應力應變計算式：£ = £ m- £ g1.4.2兩向應變計組單軸應變的計算X1( X(1 ) (1 2 )y)'1( y(1 )(1 2 )X）其中：卩一混凝土的泊松比，一般常用0.16。1.4.3三向應變計組單軸應變的計算（1)(1 2 (1（1)(1 2 (11XXyy(1 ) (1 2 )、zZ）Z）144五向應變計組單軸應變的計算對于5向應變計組應進行平衡修正和單軸應變計算：如圖所示的5向應變計，其平衡修正按下面進行。5)1(1) 平衡誤差

4、計算，按照彈性理論，兩直交軸應變(應力)之和相等或等于一常熟,即£ 1+ £ 3=£ 2+ £ 4。由于儀器及安裝影響，不可能完全平衡，存在一定誤差，其誤差A=(£ 1+£ 3)-(£ 2+£ 4)。(2) 誤差分配：若按平面問題考慮，一般誤差在15卩£范圍進行分配，若誤差過1、大，表示其中某一些儀器存在問題最大誤差不宜超過25卩£。誤差分配時，£儀器的的誤差分配為： 1=A 3 = - /4 ,£ 2、£ 4儀器的的誤差分配為：A 1 = A 3= /4。分配誤差

5、后各儀器的應變分別為:£ 10=£ 1- A /4£ 20 =2+A /4£ 30=£ 3- A /4£ 40 =4+A /4(3)單軸應變計算根據平衡修正后的應變在計算單軸應變,由于采用5向應變計組，單軸應變按照空間問題進行計算，其計算式為:(1)(12 V 40) 1511(1)(12、(5) 12011(1)(12)(20 1401xy20)40)泊松比卩=1/6(4)剪應變計算丫 z= £ 30- £ 10 或丫 z = 2 £ 30- (£ 20+ £ 40)2常規差阻式儀器

6、的計算2.1差阻式儀器的數據的格式以及成果計算2.1.1常規差阻式儀器包括：測縫計、裂縫計、鋼筋計、位移計日期(年月日時分)電阻值(Rt)總電阻(Rs)芯線電阻(2r)電阻比(Z)溫度成果計算公式:溫度：T=a' (Rt-RO)成果：J= k( Z-ZO) +b( Ti-TO)式中：T 溫度a一儀器的溫度系數RO OC時儀器的計算電阻J 成果Z0 電阻比的基準值0.01 %Zi電阻比的觀測值O.O1 %b -儀器的膨脹修正系數。K 儀器的校正系數。注意：當儀器有一根芯線斷或其它原因異常情況下，采取 4線觀測時，測值只有：RS 2r、和Z4情況下，需要將結果換算成上述計算的參數，進行計算

7、。其中:Rt= Rs-2rZ=Z4+(Z4-1)2r/Rt2.1.2差動電阻式儀器滲壓計計算公式為:P= k(Z-ZO) -b (Ti-TO )式中：各個符號的含義同上，差異就是溫度修正系數前為減號(“-”。2.1.3鋼板計的計算計算公式：c =f XA Z+(b- a S) XA T X E其中：b 應變計溫度補償系數。a S 鋼板的膨脹系數12.0 X 10-6/ CoE-壓力鋼管的彈模。一般取值為 0.205 X 10-6MPa3振弦式儀器的成果計算DT=GFX (Li-L0)+T K - (Ti-T0)式中;DT為溫度修正后的成果GF儀器系數（mm/LULi、Ti分別為線性讀數和溫度的

8、觀測值L0、T0分別為線性讀數和溫度的基準值3.1原始數據輸入格式日期（年月日時分）頻率讀數（digit ）溫度（C）溫度成果通用計算公式為;K-為溫度修正系數。3.2滲壓計或壓力計計算DT=GX (L0-Li)+T k - (Ti-T0)一般情況下，廠家計算值正號表示壓應力，但國內負號表示受壓，應成果乘以-1 o符號的含義同上。3.3多項式計算公式3.3.1二次多項式計算DT = A X F2+B X F+C式中：A、B C-均為儀器廠家的計算參數;F-儀器的頻率模數，單位digit。332四次多項式計算DT = A X h+B X f2+C式中：A B C-均為儀器廠家的計算參數；F- 儀

9、器的頻率(HZ)。3.4鋼板計計算(T = GF X (L0-Li)+(Tk- a s) (Ti-T0) X E式中：a S 鋼板的膨脹系數12.0 X10-6/C。E-壓力鋼管的彈模。一般取值為 0.205 X 10-6MPa其余符號同上。4錨索測力計4.1差動電阻式錨索測力計差阻式錨索測力計的數據格式以及成果計算日期(年月日時分)電阻值(Rt)總電阻(Rs)芯線電阻(2r)電阻比(Z)溫度成果溫度計算公式:(Rt - R0' ) , 60 C > t > 0C 時;(Rt - R0' ) ,0C > t > - 25C時;式中:測點溫度C)Rt-儀器

10、的電阻測值(Q)R0'-儀器計算冰點電阻值(Q)，由本廠所附卡片給出a'儀器零上溫度系數(C/ Q),由本廠所附卡片給出a 儀器零下溫度系數(C/ Q),由本廠所附卡片給出壓力計算公式:(Z - Z0 )式中:P 錨索的預加壓力（kN）,負號為壓力f 錨索測力計的最小讀數（kN/0.01 %），由本廠所附卡片給出Z電阻比測值Z0 電阻比基準值（可取預加應力前的電阻比測值）4.2振弦式錨索測力計日期（年月日時分）頻率讀數（digit ）平均值溫度（C）成果蘭線黑線紅線黃線421 4弦振弦式錨索測力計數據輸入格式和計算日期（年月日時分）頻率模數（digit）平均值溫度（綠白）成果蘭

11、線黑線八、0X1紅線黃線紫線灰線4.2.2 6弦振弦錨索測力計數據輸入格式和計算計算公式:P(KN)=G (F-F0) +K(T-T0)式中：P-錨索測力計的張拉荷載，kN；G-F-儀器的率定系數，最小讀數;頻率模數的平均值的觀測值;儀器在安裝前自由狀態頻率模數的平均值;F0-K-儀器的溫度修正系數。注：當錨索測力計其中一個或者多個振弦的頻率模數無法觀測時,可以利用過去觀測的數據進行回歸計算，求得計算的平均頻率模數。方法如下:利用失效前，沒有失效的傳感器對應的頻率模數的平均值與全部傳感器測值的平均值進行回歸計算，求得一個計算公式， 將失效后完好的頻率模數代入計算公式，求得全部傳感器頻率模數的平

12、均值參與計算。5多點位移計5.1差動電阻式多點位移計每個傳感器的相對位移的輸入模塊和計算按照差阻式儀器的計算模塊進行。公式如 下:溫度：T=a' (Rt-RO)成果：J= k (Z-ZO) +b (Ti-TO )5.2振弦式多點位移計每個傳感器的相對位移的計算按照振弦式儀器的計算模塊進行。公式如下:DT=GX (Li-LO)+T k (Ti-TO)5.2.1三點式多點位移計輸入格式日期（年月日時分）頻率模數（digit）溫度（綠白）1# （蘭線）2# （黑線）3# （紅線）5.2.2四點式多點位移計輸入格式日期（年月日時分）頻率模數（digit）溫度（綠白）1# （蘭線）2# （黑線）

13、3# （紅線）4# （黃線）5.2.3五點式多點位移計輸入格式日期（年月日時分）頻率模數（digit）溫度（綠白）1# （蘭線）2# （黑線）3# （紅線）4# （黃線）5# （紫線）524六點式多點位移計輸入格式日期（年月日時分）頻率模數（digit ）溫度（綠白）1#（蘭線）2# （黑線）3# （紅線）4# （黃線）5# （紫線）6# （灰線）5.3計算成果其中相多點位移計的計算成果分為錨頭相對于孔口的相對位移和錨頭的絕對位移。對位移計算公式參見振弦式儀器的計算公式。成果報表如下:日期（年月日時分）相對位移（相對與孔口的位移）絕對位移（最深錨頭不動）溫度1#錨頭2#錨頭3#錨頭孔口位移1#

14、錨頭2#錨頭3#錨頭最深錨頭不動情況下，錨頭按照埋深分別為:n#，絕對位移按下式計算:1#、 2#、 3#孔口位移=n#錨頭的相對位移;1#錨頭位移=n#錨頭相對位移-1#錨頭相對位移;2#錨頭位移=n#錨頭相對位移-2#錨頭相對位移;3#錨頭位移=n#錨頭相對位移-3#錨頭相對位移;n#錨頭位移=n#錨頭相對位移-n#錨頭相對位移=0。6兩向、三向測縫計6.1 3DM型三向測縫計數據輸入格式:日期（年月日時分）電位器讀數弦長周邊位移A1(A1)A2(A2)A3(A3)1#弦長(L1)2#弦長(L2)3#弦長(13)XYZI z1恃感器,1HV 3傳感器S 2傳感器1/弦長計算公式:L ii=

15、L 10+(Aii-A 10)3DM測縫計埋設示意圖/CiL2i = L20+(A2i-A 20)IC2L3i = L 30+(A3i-Ai0)IC3式中:L2i、L3i-某個時刻位移傳感器對應鋼絲的弦長;C1、C2、C3 -電位器式位移傳感器的率定參數;Li0、L20、L30 -位移傳感器安裝埋設的初始弦長;Ai0、A20、A30 位移傳感器安裝埋設的初始讀數;Ali、A2i、A3i -某個時刻位移傳感器讀數;周邊位移:Yi=S2 L2i2L3i22S-S2 L202 L3022SZi=-Xi=jL2i2 Y2_ 2 I 222Zi - VL20丫0Z0式中:S- 2傳感器與3傳感器的距離;

16、H 2傳感器與1傳感器的距離。6.2 3DM型兩向測縫計（面板的脫空計）數據輸入格式:日期（年月日時分）電位器讀數弦長周邊位移Ai# (Ai)A2#(A2 )i#弦長(Li)2#弦長(L2)XY弦長計算公式:Lii=Li0+ ( Aii-Ai0)/CiL2i = L20+ ( A2i-A 20) /C2式中:L2i -某個時刻位移傳感器對應鋼絲的弦長;Ci、C2 -電位器式位移傳感器的率定參數;Lio、L20 -位移傳感器安裝埋設的初始弦長;Ai0、A20 位移傳感器安裝埋設的初始讀數;Aii、A2i 某個時刻位移傳感器讀數;位移計算:二向測縫計（脫空計）示意圖相對位移計算公式:Xi=D 2H

17、2HL202L102Yi=jL2i2 Xi2 - JL202Xo2式中：H 傳感器1和傳感器2的距離。6.3 SX型三向測縫計南自廠按照廠家的公式軟件進行連接。6.4 TSJ型三向測縫計計算6.4.1安裝示意圖S3410X2U106.4.2成果計算:(1)面板的沉陷或抬升變形由3號傳感器計算。計算公式同一般的差阻式儀器:St=f（ Z-Zo） +b（ T-To）(2)面板的錯動位移和開合度由2#傳感器監測。有沉降情況下，測得某時址板與面板的沉降量St，一級相應位移計 2的A與C、C與B位移后的距離分別為 at和bt。因面板產生沉降，固定鋼板AB和面板上的固定鋼板 C已不在初始的一個平面上，必須

18、將其換算成初始平面上的距離，計算公式如下:e= AC J at2 - St2H 22d= BC Jbt -st式中：at和bt為BC和AC之間的距離。at = ao+f （Z-Zo）+b（T-To）,bt相同。其中ao和bo為儀器安裝埋設成功后初次觀測時BC和AC之間的距離。由此，按如下公式算出C點的坐標，并與初始的坐標相減得到垂直周邊縫的（X）和平行周邊縫（ 丫）的位移:2 2 ,2c e dYt =2cXt= Je2Yt2( X )= Xt Xo(A Y)= Yt Yo式中：Xo、Yo 均為初始值。643數據輸入和輸出的格式日期（年月日時分）3傳感器2傳感器（A）2傳感器（B）電阻電阻比電

19、阻電阻比電阻電阻比成果輸出格式;日期（年月日時分）弦長周邊位移1#弦長（at）2#弦長（bt）XYZ6.5 SXJ型兩向測縫計6.5.1垂直布置的SXJ型兩向測縫計日期（年月日時分）3傳感器2傳感器周邊位移電阻電阻比電阻電阻比XZ針對于上述三向測縫計，對于僅僅有沉降和垂直周邊縫位移情況下。只需要安裝兩支傳感器即可；主要針對發生在對稱河谷，面板最下部址板與面板連接處的周邊縫處。實測得到相對于面板相對于址板的沉降量St,垂直周邊縫的位移計 2位移的測值為 Xdt，則由下式算出面板的開合度為:Xt= J X dt St( X )= Xt - X06.5.2水平布置的SXJ型兩向測縫計日期（年月日時分

20、）2傳感器（A）2傳感器（B）周邊位移電阻電阻比電阻電阻比XY針對于上述三向測縫計，加入沒有沉降，此時St= 0,安裝埋設時，僅僅安裝傳感器2號。則上述式中e= at、d=bt，由此得出計算垂直周邊縫的和平行周邊縫的（ X） （A Y）分別為2 2 2c atbtYt=t2cXt= Jat2 Yt2(A X)= Xt Xo(A Y)= Yt Yo7收斂觀測7.1數據輸入格式收斂觀測以對稱三角形布置為主要計算模塊。數據輸入模塊如下:日期(年月日時分)AC測線AB測線BC測線溫度(C)距離掌子面的距離(m)基線長度(m)測值(mm)基線長度(m)測值(mm)基線長度(m)測值(mm)7.2收斂量和

21、相對收斂量計算(1)收斂量計算成果:mm。mm。收斂量=初始的(基線長度 +測值)-觀測值(基線長度 +測值)+溫度變形量，單位相對收斂量=收斂量/ (基線長度+讀數)，單位。收斂速率=收斂量/時間，單位：mm/d。注意：針對收斂計的不同，收斂量的計算公式有區別，當兩測點之間距離收斂讀數減小的，計 算公式與上邊的相同。當兩測點之間距離收斂讀數增大的，計算公式為:收斂量=初始的(基線長度 -測值)-觀測值(基線長度 -測值)+溫度變形量，單位溫度變形量=aX L (Tn-TO )式中:a-收斂計系統的溫度膨脹系數，一般采取12 X 10-6mm/C *m ;L -基線長度;TO -收斂計在初始觀

22、測時的溫度;Tn -收斂觀測時環境溫度。(2)輸出的格式:日期(年月日時分)AC測線AB測線BC測線收斂量(mm)相對收斂量(%)收斂速率(mm/d)收斂量(mm)相對收斂量(%)收斂速率(mm/d)收斂量(mm)相對收斂量(%)收斂速率(mm/d)7.3對稱三角形的絕對位移計算和成果輸出格式(1)計算圖如下:/7圖2:軸對稱三角形測點位移計算圖由圖可知:A= h -htB= Lb -LbtC= Lc -Lct式中： A、 B、 C分別為A、B、C三測點的位移。a和at分別為B、C兩測點基線初始長度的基準值和t時刻的測值。b和bt分別為A、C兩測點基線初始長度的基準值和t時刻的測值。c和Ct分

23、別為A、B兩測點基線初始長度的基準值和t時刻的測值。Lc= (a2+b2-c2)/2aLb= a -Lch= (c2- Lb2)1/2同樣:Lct = (at2+bt2-ct2)/2atLbt = at -Letht = (ct2- Lbt2)1/2利用上式即刻計算出埋設在圍巖表面收斂測樁的絕對位移。(2)成果輸出格式日期(年月日時分)A點成果(拱頂下沉)B點成果C點成果距離掌子面的距離位移(mm)位移速率(mm/d)收斂量(mm)位移速率(mm/d)收斂量(mm)位移速率(mm/d)8測壓管8.1電測水位和壓力表格式的測壓管數據輸入格式日期(年月日時分)管口高程(m)電測水位計讀數(m)壓力

24、表讀數(MPa)監測水位(m)備注上游水位下游水位8.2振弦式滲壓計監測的測壓管監測形式日期(年月日時分)儀器高程(m)頻率模數(gidit)溫度(C)監測水位(m)備注上游水位下游水位8.3差阻式滲壓計監測的測壓管形式日期(年月日時分)儀器高程(m)總電阻(Rs)芯線電阻(2r)儀器電阻(Rt)電阻比監測水位(m)備注上游水位下游水位8.4監測水位計算(1)電測水位計測量時：監測水位=管口高程-電測水位讀數(2)壓力表測量時：監測水位=壓力表高程 +壓力表讀數X 1000/9.8。(3)振弦式滲壓計測量時：監測水位滲壓計高程 +G X( L0-Li ) +K (T-T0)(4)差阻式滲壓計測

25、量時監測水位滲壓計高程 +f (Z-Z0) -b (T-T0)9量水堰9.1數據輸入格式:測尺監測的量水堰計:日期(年月日時分)堰頂測尺讀數(m)水位測尺讀數(m)水溫曰. 滲流量備注上游庫水位9.2量水堰計監測的數據輸入格式日期備注頻率模數溫度滲流量(年月日時分)上游庫水位9.3計算公式(1)直角三角堰Q=1.4H(5/2)式中:Q 滲流量，m3/s；H 堰上水頭,m。式中:矩形堰Q 滲流量,m3/s；Q=mb j2g H(3/2)0.402+0.054( H/P)b 堰寬，m；H 堰上水頭，m；P-堰頂板至堰頂的距離,m。(3) 梯形量水堰。推薦計算公式Q=1.86bH3/2式中：b 堰口

26、寬底；其余同前。(4) 側收縮矩形量水堰。推薦計算公式1/23/2Q=mb2 gH式中：m=(0.402+0.054H/P)9.4堰上水頭的計算(1)測尺量測時，堰上水頭=測尺讀數-堰頂測尺讀數(2)量水堰計量測時，堰上水頭=量水堰計安裝時的堰上水頭+GX( L-L0) 0式中：G 量水堰計的靈敏度系數;L 0 -量水堰計安裝初期的讀數;L-量水堰計的觀測讀數。10水管式沉降儀水管式沉降儀的數據輸入格式如下，暫時按照6點式進行設計，編程時最大按照15點設計表格。輸入的格式根據每套水管式沉降儀的測點數量定。日期（年月日時分）量管讀數觀測房高程1#2#3#4#5#6#監測成果表格;日期（年月日時分

27、）累積沉降量1#2#3#4#5#6#累積沉降量=（調試成功時觀測房高程-觀測房高程）+ （調試成功時量管讀數-量管讀數）11電磁式沉降儀11.1電磁式沉降儀的數據輸入格式11.1.1基準值的輸入格式:沉降環的編號按照由下向上編號。沉降環序號與管口距離初始高程沉降環間的間距沉降環下土層厚度12345611.1.2觀測數據的輸入格式和成果表現格式沉降環序號原始數據沉降環高程累積沉降量分層壓縮量總體的沉降量123456觀測日期:管口高程:11.2成果計算11.2.1測量管口高程的計算方法測斜兼沉降管埋設在深覆蓋層壩基上時，管底沉降量較大，只能選擇測量管口高程的辦法進行 成果的計算。計每次觀測時，必須量測管口高程和沉降環距離管口的距離。因此計算公式如下;沉降環高程=管口高程-沉降環距離管口的距離 累積沉降量=沉降環初始高程-沉降環的高程 分層壓縮量=沉降環初始間距一沉降環的間距 總體的沉降量=1#沉降環的沉降量+分層沉降量11.2.2管底不動的計算方法測斜兼沉降管埋設比較完整基巖的壩基上時，管底沉降量沉降量非常小，可以忽略時，選擇管 底不動的辦法進行成果的計算。計每次觀測時，只須量測沉降環距離管口的距離。因此計算公式如 下;沉降環高程=最底沉降環的高