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歐美大地 應變電測
應變電測
Campbell數據采集系統在沉洞監測中的應用
發布時間:2019-01-08 瀏覽次數:8343 來源:歐美大地

 
        2012年8月,RESPEC簽約就路易斯安那州Napoleonville鹽丘西翼一個發展中的沉洞提供現場儀表和預警監測服務。 這個位于地下深處的鹽鹵洞穴經歷了一次結構性裂縫,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,以持續監控發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,因此監測系統須在惡劣的條件下(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。 該系統由Campbell數據記錄儀、 測斜儀 、傾角儀和水位傳感器組成。


        數據通過位于整個沼澤地的30多臺CR206X記錄儀連續收集,并通過RF401A無線電實時傳輸到CR800,CR1000和CR6路由器和基站。 基站配備了LS300和RV50蜂窩調制解調器,并將數據發送到服務器,然后發送到實時可視化軟件Vista Data Vision。

        遙測網絡允許雙向通信,以便可以遠程收集數據,并且可以從辦公室重新編程或重新配置現場的數據記錄器和傳感器。

        儀器部署和數據收集的目的是雙重的。 目的是建立一個預警警報系統,以便在大量物質坍塌并落入沉洞之前,通知當地響應人員即將發生的災難性地面運動。 根據前幾個月的數據分析,項目工程師發現,坍塌事件發生前通常先是幾天的輕微地面傾斜,因此通過設置來自部署在沉洞周邊和附近基礎設施上的設備傾斜讀數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場人員發送文本警報。

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

        RESPEC開發了一種新型沉降監測系統,該系統使用差異水位數據來測量每年6毫米(0.02英尺)以內的地面沉降。 為了實現這一目標,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備。 在每個位置安裝壓力傳感器,并由 CR206X 數據記錄器讀取,CR206X通過中繼器將數據傳輸到帶蜂窩調制解調器的基站。

        每個工作站都配備了一個水位標尺,用于驗證和調整傳感器隨時間的偏移。來自基于沼澤的水位監測器的差異水位數據與 InSAR數據和來自道路和護堤的傳統海拔調查數據相結合,以在大面積范圍內創建沉降率等值線。利用這些技術,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的沉降率。

        其他項目方面包括使用Campbell記錄儀監測深層沉積物的傾斜,傾斜數據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過了詳細審查,需要客戶、多個顧問和政府機構間的密切合作,并要求由于狀況的快速變化而具有靈活性。 40余臺Campbell Scientific數據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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