隧道收敛仪

数显收敛仪
JSS30A型数显隧道收敛仪 （河北精威试验仪器有限公司）
主要技术指标：
测量范围：0.5m～30m
数显示值：0.5m～30m
测量精度：0.1mm
分辨率：0.01mm
数显示值稳定度：24h内不大于0.01mm
电源：1.55V氧化银钮扣电池SR44W1节
外形尺寸：410mm×100mm×35mm
重量：0.9kg
特点：结构新颖、操作简便、测量精度高、体积小、重量

技术参数：
产品名称 规格 测量范围 分辩率 测量精度 数显示值 电源 外型尺寸/mm
收敛仪 JSS30A-30 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m
 0.01mm 0.1mm 稳定度 24h内不大于0.01mm  1.55V氧化银钮扣电池SR44 W 1节 410×100×35 
收敛仪 JSS30A-20 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m  0.01mm 0.1mm 稳定度 24h内不大于0.01mm  1.55V氧化银钮扣电池SR44 W 1节 410×100×35 
收敛仪 JSS30A-15 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m  0.01mm 0.1mm 稳定度 24h内不大于0.01mm  1.55V氧化银钮扣电池SR44 W 1节 410×100×35 
收敛仪 JSS30A-10 0.5～10m、0.5～15m、0.5～20m及0.5～30m  0.01mm 0.1mm 稳定度 24h内不大于0.01mm  1.55V氧化银钮扣电池SR44 W 1节 410×100×35 
 
 用途特点:收敛仪适用于量测隧道,巷道,峒室及其它工程围岩周边任意方向两点间的距离微小变化,达到评定工程稳定性,研究工程围岩及支护的变形发展规律,确定合理支护参数的目的。

收敛仪
施工期间，监测人员在每次监测后，及时根据监测数据绘制拱顶下沉、水平收敛位移随时间及工作面距离变化的时态曲线，了解其变化趋势。
在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的zui大位移值和变化速率，综合判断围岩和支护结构的稳定性，并根据变形的等级管理标准及时反馈施工，作出结构安全性、经济性评价，提出合理化建议。
1、可采用的回归函数有：
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 —— 变形值
       A、B —— 回归系数
       t、t0 —— 测点的观测时间（day）
2、量测数据处理——回归分析
在现场测试中，由于测试条件、人员等因素的影响，给测试数据造成偶然误差，使散点图上下波动，应用中必须进行数学处理，以某一函数式来表示，进而获得能较准确反映实际情况的典型曲线，找出测试数据随时间变化的规律，并推算测试数据的极值，为监控设计提供重要信息。
2．1一元线性回归
一元线性回归是研究被测物理量随时间呈线性变化的规律，若被测物理量（位移）为y,观测时间为x，找出一直线函数式来表示两个变量Y与X的关系，即：y=a+bx。实测数据散点一般都不在直线上，要使选择的直线与实际散点相差zui小，zui有代表性，故采用zui小二乘法原理来判别。即使平方和:
达到zui小的回归线是的。使上述平方和达到zui小的回归线的A、B分别为：
b=Lxy/Lxx
其中：
2．2 一元非线性回归
在现场测试中，两变量之间多数不是线性关系，而是某种曲线关系，如何选择适当类型的曲线，进行一元非线性回归，可按下述步聚进行：
①选择能代表两变量X与Y之间内在关系的函数类型。在选择中，主要是从散点图的分布特征，变化点－是否具有收敛性等特点，进行选择，具体工程应用中，选择何种曲线函数，不能单纯那依靠理论上的推导，还要借鉴以往的经验，才能选出满意的函数类型。
②求出两不变量x与y相关函数中的未知参数。欲求非线性函数中的未知参数，首先是通过把非线性的函数转化为线性函数关系（Y=A+BX），然后按线性函数求未知参数的方法求出未知参数，再由参数变换式求得选定的曲线函数的未知参数，而得到曲线函数的回归方程。
③经过剩余标准离差分析，感到精度不够理想时，则可另选择一种曲线函数按上述步聚在进行重新分析。
2．3算例（以笔架山2＃隧道DK71+334断面处拱顶位移为例）
1、用指数函数进行回归（ ）：
①求未知参数a、b 将 取自然对数：Lny=Lna-b/x,令y’=Lny;x’=1/x；a’=Lna;b’=-b则有：y’=a’+b’Lnx
②用一元线性回归列表计算方法，求出线性回归系数a’、 b’。
具体算法见表1、见表2、见表3
2、 用常对数函数进行回归（ ）：
①求未知参数a、b，令y’=y;x’=Lnx
a’=a;b’=b
则有：y’=a’+b’x
②用一元线性回归列表计算方法，求出线性回归系数a’、 b’。
具体算法见表1、见表4、见表5
注：因该函数无极限值，需根据经验判别围岩稳定时间。
---------------------------------------------

JSS30A系列收敛计是用于测量和监控隧道变形的主要仪器,由连接、测力、测距三部分组成，目前我公司主要 ZW15、ZW20、ZW30三种收敛计。
JSS30A系列收敛计的结构特点：
1. 连接转向：连接转向是由微轴承实现的，可实现空间的任意方向转动；
2. 测力弹簧：用来标定钢尺张力，从而提高读数的精度；
3. 测距装置：测距是由钢尺与测微千分尺组成。钢尺测大于20mm以上的距离，钢尺上每隔20mm有一定位孔，螺旋千分尺zui小读数0.01mm，测距＝钢尺读数＋螺旋千分尺读数。测量时，收敛计悬挂于两测点之间旋进千分尺时，钢尺张力增加，直至达到规定的张力时，即进行读数。
JSS30A系列收敛计的使用方法：
1．悬挂仪器及调整钢尺张力
测量前先估计两测点的大致距离，将钢尺固定在所需长度上（拉出钢尺将定位孔固定在定位销内），将螺旋千分尺旋到zui大读数位置上（25mm），将仪器两轴孔分别挂于事先埋设好的圆柱测点上，一只手托住仪器另一只手旋进螺旋千分尺，直致内导杆上的刻度线与向套上的刻度线重合时，即可读数。
2．读数
定位销处的钢尺读数称为长度首数，螺旋千分尺读数为尾数。
测距＝首数＋尾数
一般应重复操作三次读取三组数值，进行加权平均计算确定测量值，以减小测量时的视觉误差。
3．收敛值及收敛速度的计算
收敛值为两测点在某一时间内的距离的变化量。设T1时的观测值为L1，T2时的观测值为L2，则收敛值△L＝L1+L2
收敛速度△V（t）＝△L/△T     其中： △T=T2-T1
4．温度校正计算
机械式收敛计均有温度误差，所以每次测出的读数还应加上温度修正值，即
实际测量值＝修正后的钢尺长度＋千分尺的读数
即：L′=Ln[1－a（T0-Tn）]
式中：L′为温度修正后的钢尺实际长度
Ln为第n次观测时钢尺的长度读数
a为钢尺线膨胀系数，取a＝12×10－6℃
T0为*观测时的环境温度（℃）
Tn为第n次观测时的环境温度（℃）
JSS30A系列收敛计的保养与维修
1． 每次测量后应将千分尺旋回零位；
2． 检查各部件是否归原位后，将仪器收好装入仪器箱内妥善保管；
3． 回家后，擦除仪器表面尘土及其它污染物，仪器表面抹上机油，内导杆内加入几滴机油装箱；
4． 钢尺前端折断后，可用冲头在钢尺前端冲一铆钉孔，在原来的铆钉位置上重新铆接就可继续使用。