隧道收斂儀

數顯收斂儀
JSS30A型數顯隧道收斂儀 （河北精威試驗儀器有限公司）
主要技術指標：
測量范圍：0.5m～30m
數顯示值：0.5m～30m
測量精度：0.1mm
分辨率：0.01mm
數顯示值穩定度：24h內不大于0.01mm
電源：1.55V氧化銀鈕扣電池SR44W1節
外形尺寸：410mm×100mm×35mm
重量：0.9kg
特點：結構新穎、操作簡便、測量精度高、體積小、重量

技術參數：
產品名稱 規格 測量范圍 分辯率 測量精度 數顯示值 電源 外型尺寸/mm
收斂儀 JSS30A-30 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m
 0.01mm 0.1mm 穩定度 24h內不大于0.01mm  1.55V氧化銀鈕扣電池SR44 W 1節 410×100×35 
收斂儀 JSS30A-20 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m  0.01mm 0.1mm 穩定度 24h內不大于0.01mm  1.55V氧化銀鈕扣電池SR44 W 1節 410×100×35 
收斂儀 JSS30A-15 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m  0.01mm 0.1mm 穩定度 24h內不大于0.01mm  1.55V氧化銀鈕扣電池SR44 W 1節 410×100×35 
收斂儀 JSS30A-10 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m  0.01mm 0.1mm 穩定度 24h內不大于0.01mm  1.55V氧化銀鈕扣電池SR44 W 1節 410×100×35 
 
 用途特點:收斂儀適用于量測隧道,巷道,峒室及其它工程圍巖周邊任意方向兩點間的距離微小變化,達到評定工程穩定性,研究工程圍巖及支護的變形發展規律,確定合理支護參數的目的。

收斂儀
施工期間，監測人員在每次監測后，及時根據監測數據繪制拱頂下沉、水平收斂位移隨時間及工作面距離變化的時態曲線，了解其變化趨勢。
在取得足夠的數據后，還應根據散點圖的數據分布狀況，選擇合適的函數，對監測結果進行回歸分析，以預測該測點可能出現的zui大位移值和變化速率，綜合判斷圍巖和支護結構的穩定性，并根據變形的等級管理標準及時反饋施工，作出結構安全性、經濟性評價，提出合理化建議。
1、可采用的回歸函數有：
U= A +Blnt或 （U= A + Blg（1+t））
U=t/（A+ Bt）
          U=Ae-B/t
          U=A（e-Bt-e-Bt0） 
          U=Alg〔（B+t）/（B+t0）〕
式中： U —— 變形值
       A、B —— 回歸系數
       t、t0 —— 測點的觀測時間（day）
2、量測數據處理——回歸分析
在現場測試中，由于測試條件、人員等因素的影響，給測試數據造成偶然誤差，使散點圖上下波動，應用中必須進行數學處理，以某一函數式來表示，進而獲得能較準確反映實際情況的典型曲線，找出測試數據隨時間變化的規律，并推算測試數據的極值，為監控設計提供重要信息。
2．1一元線性回歸
一元線性回歸是研究被測物理量隨時間呈線性變化的規律，若被測物理量（位移）為y,觀測時間為x，找出一直線函數式來表示兩個變量Y與X的關系，即：y=a+bx。實測數據散點一般都不在直線上，要使選擇的直線與實際散點相差zui小，zui有代表性，故采用zui小二乘法原理來判別。即使平方和:
達到zui小的回歸線是的。使上述平方和達到zui小的回歸線的A、B分別為：
b=Lxy/Lxx
其中：
2．2 一元非線性回歸
在現場測試中，兩變量之間多數不是線性關系，而是某種曲線關系，如何選擇適當類型的曲線，進行一元非線性回歸，可按下述步聚進行：
①選擇能代表兩變量X與Y之間內在關系的函數類型。在選擇中，主要是從散點圖的分布特征，變化點－是否具有收斂性等特點，進行選擇，具體工程應用中，選擇何種曲線函數，不能單純那依靠理論上的推導，還要借鑒以往的經驗，才能選出滿意的函數類型。
②求出兩不變量x與y相關函數中的未知參數。欲求非線性函數中的未知參數，首先是通過把非線性的函數轉化為線性函數關系（Y=A+BX），然后按線性函數求未知參數的方法求出未知參數，再由參數變換式求得選定的曲線函數的未知參數，而得到曲線函數的回歸方程。
③經過剩余標準離差分析，感到精度不夠理想時，則可另選擇一種曲線函數按上述步聚在進行重新分析。
2．3算例（以筆架山2＃隧道DK71+334斷面處拱頂位移為例）
1、用指數函數進行回歸（ ）：
①求未知參數a、b 將 取自然對數：Lny=Lna-b/x,令y’=Lny;x’=1/x；a’=Lna;b’=-b則有：y’=a’+b’Lnx
②用一元線性回歸列表計算方法，求出線性回歸系數a’、 b’。
具體算法見表1、見表2、見表3
2、 用常對數函數進行回歸（ ）：
①求未知參數a、b，令y’=y;x’=Lnx
a’=a;b’=b
則有：y’=a’+b’x
②用一元線性回歸列表計算方法，求出線性回歸系數a’、 b’。
具體算法見表1、見表4、見表5
注：因該函數無極限值，需根據經驗判別圍巖穩定時間。
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JSS30A系列收斂計是用于測量和監控隧道變形的主要儀器,由連接、測力、測距三部分組成，目前我公司主要 ZW15、ZW20、ZW30三種收斂計。
JSS30A系列收斂計的結構特點：
1. 連接轉向：連接轉向是由微軸承實現的，可實現空間的任意方向轉動；
2. 測力彈簧：用來標定鋼尺張力，從而提高讀數的精度；
3. 測距裝置：測距是由鋼尺與測微千分尺組成。鋼尺測大于20mm以上的距離，鋼尺上每隔20mm有一定位孔，螺旋千分尺zui小讀數0.01mm，測距＝鋼尺讀數＋螺旋千分尺讀數。測量時，收斂計懸掛于兩測點之間旋進千分尺時，鋼尺張力增加，直至達到規定的張力時，即進行讀數。
JSS30A系列收斂計的使用方法：
1．懸掛儀器及調整鋼尺張力
測量前先估計兩測點的大致距離，將鋼尺固定在所需長度上（拉出鋼尺將定位孔固定在定位銷內），將螺旋千分尺旋到zui大讀數位置上（25mm），將儀器兩軸孔分別掛于事先埋設好的圓柱測點上，一只手托住儀器另一只手旋進螺旋千分尺，直致內導桿上的刻度線與向套上的刻度線重合時，即可讀數。
2．讀數
定位銷處的鋼尺讀數稱為長度首數，螺旋千分尺讀數為尾數。
測距＝首數＋尾數
一般應重復操作三次讀取三組數值，進行加權平均計算確定測量值，以減小測量時的視覺誤差。
3．收斂值及收斂速度的計算
收斂值為兩測點在某一時間內的距離的變化量。設T1時的觀測值為L1，T2時的觀測值為L2，則收斂值△L＝L1+L2
收斂速度△V（t）＝△L/△T     其中： △T=T2-T1
4．溫度校正計算
機械式收斂計均有溫度誤差，所以每次測出的讀數還應加上溫度修正值，即
實際測量值＝修正后的鋼尺長度＋千分尺的讀數
即：L′=Ln[1－a（T0-Tn）]
式中：L′為溫度修正后的鋼尺實際長度
Ln為第n次觀測時鋼尺的長度讀數
a為鋼尺線膨脹系數，取a＝12×10－6℃
T0為*觀測時的環境溫度（℃）
Tn為第n次觀測時的環境溫度（℃）
JSS30A系列收斂計的保養與維修
1． 每次測量后應將千分尺旋回零位；
2． 檢查各部件是否歸原位后，將儀器收好裝入儀器箱內妥善保管；
3． 回家后，擦除儀器表面塵土及其它污染物，儀器表面抹上機油，內導桿內加入幾滴機油裝箱；
4． 鋼尺前端折斷后，可用沖頭在鋼尺前端沖一鉚釘孔，在原來的鉚釘位置上重新鉚接就可繼續使用。