基于霍爾和磁阻效應(yīng)的地下位移三維測量方法.pdf

1、滑坡災(zāi)害發(fā)生頻繁、危害巨大。滑坡監(jiān)測的各項內(nèi)容中,地下位移的監(jiān)測能直觀地反映地下土體的變形情況,是滑坡監(jiān)測的重點和難點。對可能發(fā)生滑坡的區(qū)域進行地下位移實時在線測量,能起到及時的預(yù)警作用。
　　國內(nèi)外對于坡體深部位移的監(jiān)測,主要利用埋設(shè)在地質(zhì)鉆孔中的測斜儀、多點位移計和TDR同軸電纜。三種主流測量方法都不能測量出地下位移的三維變化。鑒于此,筆者提出一種基于霍爾和磁阻效應(yīng)的地下位移三維測量方法。
　　分析滑坡發(fā)生時的地質(zhì)變化情

2、況,選取常見的旋轉(zhuǎn)型滑坡、平移型滑坡和塊體滑移作為測量對象?；诨瑒芋w的局部地質(zhì)構(gòu)造不變性以及三維位移輪廓模型,提出測量方案:將多個圓柱形測量單元沿著共同的中軸線串接后埋入待測土體,通過測量所有相鄰單元間的相對位移來實現(xiàn)整個地下土體位移的測量。
　　將霍爾傳感器陣列、磁鋼、磁阻傳感器以及屏蔽層安裝在圓柱形測量單元之中,并建立三維系統(tǒng)坐標(biāo)系。對于測量單元A中的霍爾傳感器陣列與測量單元B中的磁鋼,地下土體的變形會改變兩者之間的相對位置

3、。只要得到磁鋼在變形前后的三維坐標(biāo),通過幾何運算就能得出相對位移的大小。
　　搭建實驗平臺,逐步改變霍爾傳感器與磁鋼間的相對位置以標(biāo)定傳感器。采用標(biāo)定的數(shù)據(jù),根據(jù)圓柱形磁鋼的磁場分布并結(jié)合MATLAB分析得出磁感應(yīng)強度(霍爾電壓)等值線,進而構(gòu)建等值面模型?；诘戎得婺Ｐ?設(shè)計采用三個呈等邊三角形分布的霍爾傳感器組成傳感器陣列。對于空間中的一個磁鋼,每一個霍爾傳感器對應(yīng)一個特定的霍爾電壓及等值曲面。三個等值曲面相交于一點,該點的三