基于霍爾和磁阻效應(yīng)的地下位移三維測(cè)量方法.pdf

1、滑坡災(zāi)害發(fā)生頻繁、危害巨大?；卤O(jiān)測(cè)的各項(xiàng)內(nèi)容中,地下位移的監(jiān)測(cè)能直觀地反映地下土體的變形情況,是滑坡監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)可能發(fā)生滑坡的區(qū)域進(jìn)行地下位移實(shí)時(shí)在線測(cè)量,能起到及時(shí)的預(yù)警作用。
　　國內(nèi)外對(duì)于坡體深部位移的監(jiān)測(cè),主要利用埋設(shè)在地質(zhì)鉆孔中的測(cè)斜儀、多點(diǎn)位移計(jì)和TDR同軸電纜。三種主流測(cè)量方法都不能測(cè)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(cè)量方法。
　　分析滑坡發(fā)生時(shí)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(cè)量對(duì)象?；诨瑒?dòng)體的局部地質(zhì)構(gòu)造不變性以及三維位移輪廓模型,提出測(cè)量方案:將多個(gè)圓柱形測(cè)量單元沿著共同的中軸線串接后埋入待測(cè)土體,通過測(cè)量所有相鄰單元間的相對(duì)位移來實(shí)現(xiàn)整個(gè)地下土體位移的測(cè)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(cè)量單元之中,并建立三維系統(tǒng)坐標(biāo)系。對(duì)于測(cè)量單元A中的霍爾傳感器陣列與測(cè)量單元B中的磁鋼,地下土體的變形會(huì)改變兩者之間的相對(duì)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(yùn)算就能得出相對(duì)位移的大小。
　　搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),逐步改變霍爾傳感器與磁鋼間的相對(duì)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(qiáng)度(霍爾電壓)等值線,進(jìn)而構(gòu)建等值面模型。基于等值面模型,設(shè)計(jì)采用三個(gè)呈等邊三角形分布的霍爾傳感器組成傳感器陣列。對(duì)于空間中的一個(gè)磁鋼,每一個(gè)霍爾傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的霍爾電壓及等值曲面。三個(gè)等值曲面相交于一點(diǎn),該點(diǎn)的三