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歐美大地 應變電測
應變電測
Campbell數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在沉洞監(jiān)測中的應用
發(fā)布時間:2019-01-08 瀏覽次數(shù):7894 來源:歐美大地

 
        2012年8月,RESPEC簽約就路易斯安那州Napoleonville鹽丘西翼一個發(fā)展中的沉洞提供現(xiàn)場儀表和預警監(jiān)測服務。 這個位于地下深處的鹽鹵洞穴經(jīng)歷了一次結(jié)構(gòu)性裂縫,使周圍的沉積物流入洞穴,在地表引起一個沉洞,并從受擾動的沉積物中釋放出氣體。 隨著時間的推移,沉洞的面積增加到40英畝以上,深度超過400英尺。 

        RESPEC的工程師部署了一個實時預警系統(tǒng),以持續(xù)監(jiān)控發(fā)展中的沉洞周圍的傾斜和水位。 沉洞位于一個沿海的柏樹沼澤中,因此監(jiān)測系統(tǒng)須在惡劣的條件下(例如,高溫、濕度、颶風和大雨以及昆蟲)運行,并盡可能減少維護。 該系統(tǒng)由Campbell數(shù)據(jù)記錄儀、 測斜儀 、傾角儀和水位傳感器組成。


        數(shù)據(jù)通過位于整個沼澤地的30多臺CR206X記錄儀連續(xù)收集,并通過RF401A無線電實時傳輸?shù)紺R800,CR1000和CR6路由器和基站。 基站配備了LS300和RV50蜂窩調(diào)制解調(diào)器,并將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器,然后發(fā)送到實時可視化軟件Vista Data Vision。

        遙測網(wǎng)絡允許雙向通信,以便可以遠程收集數(shù)據(jù),并且可以從辦公室重新編程或重新配置現(xiàn)場的數(shù)據(jù)記錄器和傳感器。

        儀器部署和數(shù)據(jù)收集的目的是雙重的。 目的是建立一個預警警報系統(tǒng),以便在大量物質(zhì)坍塌并落入沉洞之前,通知當?shù)仨憫藛T即將發(fā)生的災難性地面運動。 根據(jù)前幾個月的數(shù)據(jù)分析,項目工程師發(fā)現(xiàn),坍塌事件發(fā)生前通常先是幾天的輕微地面傾斜,因此通過設(shè)置來自部署在沉洞周邊和附近基礎(chǔ)設(shè)施上的設(shè)備傾斜讀數(shù)的警報閾值來完成預警。當傾斜超過警報閾值時,Vista Data Vision軟件會向項目工程師和現(xiàn)場人員發(fā)送文本警報。

        另一個項目要求是確定沉洞周圍沼澤地區(qū)的沉降率。執(zhí)行傳統(tǒng)的光學水平線測量方法將會困難(如果可能的話),并且沼澤地區(qū)只能通過汽船到達。

        RESPEC開發(fā)了一種新型沉降監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)使用差異水位數(shù)據(jù)來測量每年6毫米(0.02英尺)以內(nèi)的地面沉降。 為了實現(xiàn)這一目標,將2英寸鋼柱打入到沼澤底部10英尺處,以便在每個測量點錨定設(shè)備。 在每個位置安裝壓力傳感器,并由 CR206X 數(shù)據(jù)記錄器讀取,CR206X通過中繼器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綆Х涓C調(diào)制解調(diào)器的基站。

        每個工作站都配備了一個水位標尺,用于驗證和調(diào)整傳感器隨時間的偏移。來自基于沼澤的水位監(jiān)測器的差異水位數(shù)據(jù)與 InSAR數(shù)據(jù)和來自道路和護堤的傳統(tǒng)海拔調(diào)查數(shù)據(jù)相結(jié)合,以在大面積范圍內(nèi)創(chuàng)建沉降率等值線。利用這些技術(shù),工程師能夠計算出每年十分之一英寸的沉洞周圍沼澤地區(qū)的沉降率。

        其他項目方面包括使用Campbell記錄儀監(jiān)測深層沉積物的傾斜,傾斜數(shù)據(jù)用于確定對護堤的風險和影響,護堤的建造是為了防止污水進入附近的河口。

 
       該項目在政治和公共部門間經(jīng)過了詳細審查,需要客戶、多個顧問和政府機構(gòu)間的密切合作,并要求由于狀況的快速變化而具有靈活性。 40余臺Campbell Scientific數(shù)據(jù)記錄儀安裝在沼澤地中4年。在這段時間里,有3臺儀器失效:兩臺落入了沉洞,另一臺被閃電直接擊中!(Source: Campbell Scientific, Inc.)

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