基于数值计算的测斜仪监测误差分析

赵振宇. 基于数值计算的测斜仪监测误差分析[J]. 水文地质工程地质, 2021, 48(3): 157-161. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202001023
引用本文: 赵振宇. 基于数值计算的测斜仪监测误差分析[J]. 水文地质工程地质, 2021, 48(3): 157-161. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202001023
ZHAO Zhenyu. Error analysis of an inclinometer based on numerical analysis[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2021, 48(3): 157-161. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202001023
Citation: ZHAO Zhenyu. Error analysis of an inclinometer based on numerical analysis[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2021, 48(3): 157-161. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202001023

基于数值计算的测斜仪监测误差分析

  • 基金项目: 贵州省交通运输厅科技项目(2017123033)
详细信息
    作者简介: 赵振宇(1978-),男,高级工程师,主要从事公路地质灾害监测防治等方面的研究工作。E-mail: 190786658@qq.com
  • 中图分类号: P634.7

Error analysis of an inclinometer based on numerical analysis

  • 测斜仪在边坡深部位移监测中应用比较广泛,但其监测结果存在一定误差。已有测斜仪监测误差研究多是针对系统误差进行,缺少针对测斜仪监测数据计算原理引起的误差进行的研究。基于测斜仪监测数据计算方法原理与数值分析中常微分方程Euler解法的一致性,讨论了造成测斜仪监测误差的原因。分析结果表明:测斜仪监测误差与测斜仪监测初始值、测量分段长度和位移变形曲线形状有关;测斜仪监测初始值变化将给监测带来误差;测斜仪测量段长与监测误差呈线性关系,误差随测量段长减小而变小;当位移变形曲线为直线时,误差为0;当位移变形曲线为单-凸曲线或凹曲线时,监测误差随曲线变形程度和孔口变形位移增大而变大;测斜仪位移变形监测误差为累积误差,孔口误差大于孔底误差。在使用测斜仪监测时,为了减少监测误差,建议将每次监测初始值设为固定值,并尽可能减少测量段长。

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  • 图 1  测斜仪监测原理示意图

    Figure 1. 

    图 2  Euler法的几何意义示意图

    Figure 2. 

    图 3  Euler法的几何意义示意图(原点偏移)

    Figure 3. 

    表 1  不同孔口水平位移下的计算误差

    Table 1.  Errors under different orifice displacement

    孔口水平位移/m 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
    误差/mm 二次曲线 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0
    三次曲线 15.0 12.0 9.0 6.0 3.0
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    表 2  不同测量分段长度下的计算误差

    Table 2.  Errors under different length of the measuring section with conic curve

    测量段长/m 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0
    误差/mm 二次曲线 5 10 20 30 40
    三次曲线 15 30 60 90 120
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出版历程
收稿日期:  2020-01-10
修回日期:  2020-06-05
刊出日期:  2021-05-15

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