CN104792304B - 液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法，该沉降仪包括沉降标和固定在沉降标上的储液罐，储液罐与一个基准管、至少一个测量管相连通，基准管、测量管内部装有液压传感器，基准管位于沉降标下的泥面上，测量管位于疏浚土体内的待监测位置。该液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法，采用液压差作为测试物理量，其液压传感器密封装于基准管或测量管中，与外界隔绝，适应能力强；采用柔性连接的测试结构，使得沉降仪能够适应疏浚土加固过程中的大变形，保证测试结果的准确性。

Description

液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法

技术领域

本发明涉及一种液压式分层沉降仪。

本发明还涉及一种液压式分层沉降仪的埋设方法。

本发明还涉及一种液压式分层沉降仪的测量方法。

背景技术

在真空预压处理吹填淤泥的工程中，通常需要观测分层土体的压缩沉降量。传统的分层沉降观测方法是将一根圆形沉降管埋设吹填淤泥中，将磁环套在沉降管外围，埋设在观测层面位置，随后将沉降管出膜处密封。当地基土下沉时，磁环可随土体一起同步下沉，而沉降管不会下沉，磁环则沿沉降轴向下滑移，通过测算磁环与沉降管之间相对滑移量，实现测量目的。

但该方法存在以下缺点：1)处理新近吹填淤泥的平均压缩量可达30％～40％，呈明显的大变形特征；由于吹填淤泥层下原泥面一般较淤泥层硬，沉降管管口段往往会逐渐伸出泥面，造成测量误差；2)随着固结的进行，往往会引起往往引起沉降管的弯曲倾斜，造成测量误差；3)由于吹填淤泥含水率很高，成“泥水混合物”状态，新埋入的磁环可能会在淤泥中下沉。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法，用于解决现有技术中土体的压缩沉降量的测量误差大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种液压式分层沉降仪，它包括沉降标和固定在沉降标上的储液罐，储液罐与一个基准管、至少一个测量管相连通，基准管、测量管内部装有液压传感器，基准管位于沉降标下的泥面上，测量管位于疏浚土体内的待监测位置。

优选的，基准管或测量管的端部设有用于插入辅助杆的辅助插接段。

优选的，储液罐的上端设有液体输入口。

优选的，储液罐的下端设有液体流出口，液体流出口上装有至少一个六通管，六通管通过软管与基准管、测量管逐个连通。

进一步的优选，基准管或测量管包括装有液压传感器的密闭空间和供软管穿过的间隔空间，软管穿过间隔空间后与密闭空间连通，间隔空间与辅助插接段之间通过隔板隔开。

优选的，基准管或测量管的外部包裹有泡沫。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种上述的液压式分层沉降仪的埋设方法，包括以下步骤：

1)根据监测要求，确定测量管的数量，再将储液罐与基准管、测量管连通；

2)将储液罐绑于沉降标上，将基准管放置于沉降标下的泥面上；

3)将测量管压入疏浚土体内相应的监测位置；

4)向储液罐中灌水，直至水位到达储液罐中部位置，完成埋设工作。

优选的，测量管的端部设有用于插入辅助杆的辅助插接段，步骤3)具体包括以下步骤：

①将辅助杆插入一个测量管的辅助插接段中，利用辅助杆将该测量管压入疏浚土体内相应的监测位置；

②重复步骤①，直至将最后一个测量管压入疏浚土体内相应的监测位置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种上述的液压式分层沉降仪的测量方法，包括以下步骤：

1)完成沉降仪埋设，放置一段时间后，读取放置于沉降标下的泥面上的基准管内的液压传感器的压力值p₀₀，作为基准管的压力值初始读数；

2)读取位于待监测位置的第i个测量管内的液压传感器的压力值p_i0，作为第i个测量管的压力值初始读数；

3)监测期间，读取任意时间t时放置于沉降标下的泥面上的基准管内的液压传感器的压力值p_0t；

4)读取任意时间t时位于待监测位置的第i个测量管的液压传感器的压力值p_it；

5)测量沉降标在时间t内的垂直位移Δs，即为基准管在t的时间内的垂直位移Δs；

6)时间t时第i个测量管处的疏浚土体的压缩沉降量为[(p_0t-p₀₀)-(p_it-p_i0)]/ρg+Δs。

如上所述，本发明液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法，具有以下有益效果：

该液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法，采用液压差作为测试物理量，其液压传感器密封装于基准管或测量管中，与外界隔绝，适应能力强；采用柔性连接的测试结构，使得沉降仪能够适应疏浚土加固过程中的大变形，保证测试结果的准确性。

附图说明

图1显示为本发明液压式分层沉降仪的结构示意图。

图2显示为图1所示的液压式分层沉降仪的局部放大示意图。

元件标号说明

1 沉降标

2 储液罐

21 液体输入口

22 液体流出口

3 基准管

4 测量管

5 液压传感器

6 辅助插接段

7 六通管

8 软管

9 间隔空间

10 隔板

11 密闭空间

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图2所示，本发明提供一种液压式分层沉降仪，它包括沉降标1和固定在沉降标1上的储液罐2，储液罐2与一个基准管3、至少一个测量管4相连通，基准管3、测量管4内部装有液压传感器5，基准管3位于沉降标1下的泥面上，测量管4位于疏浚土体内的待监测位置。该液压式分层沉降仪的储液罐2、基准管3和测量管4形成一个密闭的系统，通过基准管3和测量管4内的液体的压力差，计算出疏浚土体的压缩沉降量。

基准管3或测量管4的端部设有用于插入辅助杆的辅助插接段6。辅助杆插入辅助插接段6中，可以将基准管3或测量管4压至相应的监测位置。

储液罐2的上端设有液体输入口21，当该分层沉降仪埋设到位后，将液体从液体输入口21倒入储液罐2内；液体输入口21上还可以盖有罐盖，液体到达指定位置后，把罐盖盖在液体输入口21上。

储液罐2的下端设有液体流出口22，液体流出口22上装有至少一个六通管7，六通管7通过软管8与基准管3、测量管4逐个连通。六通管7的数量根据测量管4的数量决定，当测量管4的数量较多时，可将多个六通管7相互连通，提供更多的六通管7的管口与软管8连通，再将软管8与测量管4连通，使储液罐2可连通更多的测量管4。其中，未使用的六通管7的管口密封起来。软管8优选使用钢丝软管，或者其它类型的软管，软管要求具有柔性可弯曲但管壁不会被土体压扁。

基准管3或测量管4包括装有液压传感器5的密闭空间11和供软管8穿过的间隔空间9，软管8穿过间隔空间9后与密闭空间11连通，间隔空间9与辅助插接段6之间通过隔板10隔开。间隔空间9提供了一个供软管8穿过的空间，当基准管3或测量管4的辅助插接段6插入辅助杆时，由于间隔空间9与辅助插接段6之间设有隔板10，软管8不会受到影响。

基准管3或测量管4的外部包裹有泡沫，泡沫用于保护基准管3或测量管4。

上述液压式分层沉降仪的埋设方法，包括以下步骤：

1)根据监测要求，确定测量管4的数量，再将储液罐2与基准管3、测量管4连通；储液罐2可通过六通管7与基准管3、测量管4连通，六通管7的数量根据测量管4的数量决定，当测量管4的数量较多时，可将多个六通管7相互连通，提供更多的六通管7的管口与软管8连通，再将软管8与测量管4连通，未使用的六通管7的管口需密封起来；

2)将储液罐2绑于沉降标1上，将基准管3放置于沉降标1下的泥面上；

3)将测量管4压入疏浚土体内相应的监测位置，该步骤主要包括以下两步，

①将辅助杆插入一个测量管4的辅助插接段6中，利用辅助杆将该测量管4压入疏浚土体内相应的监测位置；

②重复步骤①，直至将最后一个测量管4压入疏浚土体内相应的监测位置；

4)打开罐盖，通过液体输入口21向储液罐2中灌水，直至水位到达储液罐2中部位置，完成埋设工作。

上述液压式分层沉降仪的测量方法，包括以下步骤：

1)完成沉降仪埋设，放置一段时间后，读取放置于沉降标1下的泥面上的基准管3内的液压传感器5的压力值p₀₀，作为基准管3的压力值的初始读数；

2)读取位于待监测位置的第i个测量管4内的液压传感器5的压力值p_i0，作为第i个测量管4的压力值初始读数；

3)监测期间，读取任意时间t时放置于沉降标1下的泥面上的基准管3内的液压传感器5的压力值p_0t；

4)读取任意时间t时位于待监测位置的第i个测量管4的液压传感器5的压力值p_it；

5)测量沉降标1在时间t内的垂直位移Δs，即为基准管3在t的时间内的垂直位移Δs；

6)时间t时第i个测量管4处的疏浚土体的压缩沉降量为[(p_0t-p₀₀)-(p_it-p_i0)]/ρg+Δs。

通过上述液压式分层沉降仪的测量方法，即可计算出某个时间特定监测位置的疏浚土体的压缩沉降量。

综上所述，本发明液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法，采用液压差作为测试物理量，其液压传感器密封装于基准管或测量管中，与外界隔绝，适应能力强；采用柔性连接的测试结构，使得沉降仪能够适应疏浚土体加固过程中的大变形，保证测试结果的准确性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种液压式分层沉降仪，其特征在于：它包括沉降标(1)和固定在所述沉降标(1)上的储液罐(2)，所述储液罐(2)与一个基准管(3)、至少一个测量管(4)相连通，所述基准管(3)、测量管(4)内部装有液压传感器(5)，所述基准管(3)位于所述沉降标(1)下的泥面上，所述测量管(4)位于疏浚土体内的待监测位置；所述基准管(3)和测量管(4)的端部分别设有用于插入辅助杆的辅助插接段(6)，所述储液罐(2)的下端设有液体流出口(22)，所述液体流出口(22)上装有至少一个六通管(7)，所述六通管(7)通过软管(8)与所述基准管(3)、测量管(4)逐个连通，所述软管(8)使用钢丝软管；所述基准管(3)和测量管(4)分别包括装有液压传感器(5)的密闭空间(11)和供软管(8)穿过的间隔空间(9)，所述软管(8)穿过间隔空间(9)后与密闭空间(11)连通，所述间隔空间(9)与辅助插接段(6)之间通过隔板(10)隔开，所述基准管(3)或测量管(4)的外部包裹有泡沫；埋设时，利用插入辅助插接段(6)中的辅助杆将基准管(3)放置于所述沉降标(1)下的泥面上、以及将测量管(4)压入疏浚土体内相应的监测位置。

2.根据权利要求1所述的液压式分层沉降仪，其特征在于：所述储液罐(2)的上端设有液体输入口(21)。

3.一种包括权利要求1所述的液压式分层沉降仪的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)完成沉降仪埋设，放置一段时间后，读取放置于所述沉降标(1)下的泥面上的基准管(3)内的液压传感器(5)的压力值p₀₀，作为基准管(3)的压力值初始读数；

2)读取位于待监测位置的第i个测量管(4)内的液压传感器(5)的压力值p_i0，作为第i个测量管(4)的压力值初始读数；

3)监测期间，读取任意时间t时放置于所述沉降标(1)下的泥面上的基准管(3)内的液压传感器(5)的压力值p_0t；

4)读取任意时间t时位于待监测位置的第i个测量管(4)的液压传感器(5)的压力值p_it；

5)测量沉降标(1)在时间t内的垂直位移Δs，即为基准管(3)在t的时间内的垂直位移Δs；

6)时间t时第i个测量管(4)处的疏浚土体的压缩沉降量为[(p_0t-p₀₀)-(p_it-p_i0)]/ρg+Δs。

4.一种液压式分层沉降仪的埋设方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据监测要求，确定测量管(4)的数量，再将储液罐(2)与基准管(3)、测量管(4)连通，所述基准管(3)和测量管(4)的端部分别设有用于插入辅助杆的辅助插接段(6)，所述储液罐(2)的下端设有液体流出口(22)，所述液体流出口(22)上装有至少一个六通管(7)，所述六通管(7)通过软管(8)与所述基准管(3)、测量管(4)逐个连通，所述软管(8)使用钢丝软管；所述基准管(3)和测量管(4)分别包括装有液压传感器(5)的密闭空间(11)和供软管(8)穿过的间隔空间(9)，所述软管(8)穿过间隔空间(9)后与密闭空间(11)连通，所述间隔空间(9)与辅助插接段(6)之间通过隔板(10)隔开，所述基准管(3)或测量管(4)的外部包裹有泡沫；

2)将所述储液罐(2)绑于沉降标(1)上，将辅助杆插入基准管(3)的辅助插接段(6)中，利用辅助杆将所述基准管(3)放置于所述沉降标(1)下的泥面上；

3)将所述测量管(4)压入疏浚土体内相应的监测位置：

①将辅助杆插入一个测量管(4)的辅助插接段(6)中，利用辅助杆将该测量管(4)压入疏浚土体内相应的监测位置；

②重复步骤①，直至将最后一个测量管(4)压入疏浚土体内相应的监测位置；

4)向所述储液罐(2)中灌水，直至水位到达储液罐(2)中部位置，完成埋设工作。