CN105696544B - 一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置 - Google Patents

一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置 Download PDF

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Abstract

一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：包括一台计算机和至少一个主控装置，所述每个主控装置与多个节点装置电连接，所述节点装置包括控制模块、阳极、阴极、状态检测模块和电压可调的程控电源箱，所述阴极处还设有抽水装置，所述状态检测模块包括电流检测模块，所述电流检测模块与控制模块电连接，所述主控装置分别与控制模块、程控电源箱和计算机进行通信连接，其中至少所述主控装置与计算机进行无线通信连接。该吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置能同时满足众多监测节点长期安全可靠运行、无需人工定时查看、方便高效、数据精确、能准确把握加载电压的时间节点、电渗加固效果较好。

Description

一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置
技术领域
本发明涉及软土地基处理技术领域，具体涉及一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置。
背景技术
吹填淤泥土含水量高、渗透性差、压缩性大、承载力低并且固结时间长。随着沿海地区经济发展的需求，吹填淤泥土的加固处理需求也越来越多。相比其他传统的处理方法，电渗法在处理加固吹填淤泥土时，拥有显著的优势。电渗法中合理的逐级加载电压方案能降低电能消耗，提高电渗排水量以及后期电渗效率，增大阴极附近土体的抗剪强度，使土体加固地更均匀。目前逐级加载电压多是通过专人定时查看电渗加固装置中的电流计读数，来调节升高电压的。
现有的吹填淤泥土电渗加固装置存在以下技术问题：由于吹填淤泥土一般位于沿海地区，再加上电渗的工期长、监测的数量点多，使得人工逐级加载电压的调节方式既费时费力，又难以保证记录数据的准确性，而且还难以根据电路中的电流值来准确把握加载电压的时间节点，从而使得电渗加固效果并不理想，此外人工间隔固定时间才进行现场查看，也难以及时发现电渗回路中出现的短路、断路等故障，不能满足安全运行的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能同时满足众多监测节点长期安全可靠运行、无需人工定时查看、方便高效、数据精确、能准确把握加载电压的时间节点、电渗加固效果较好的吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置。
本发明的技术解决方案是：一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：包括一台计算机和至少一个主控装置，所述每个主控装置分别与多个节点装置电连接，所述节点装置包括控制模块、阳极、阴极、状态检测模块和电压可调的程控电源箱，所述阳极和阴极插入吹填淤泥土中且两者相隔一段距离，所述阴极处还设有抽水装置，所述状态检测模块包括电流检测模块，所述电流检测模块与控制模块电连接用于检测电渗回路的电流并传输给控制模块，所述主控装置分别与控制模块、程控电源箱和计算机进行通信连接，其中至少所述主控装置与计算机进行无线通信连接。
采用上述结构后，本发明具有以下优点：
本发明吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置由计算机来统一管理主控装置下的节点装置的工作状态，且主控装置与计算机之间采用无线通信，这样就可实现众多分散监测节点的工作状态的远程集中无间断监控，无需人工定时查看、方便高效、数据精确且能保证长期安全可靠运行，另外主控装置还可以根据电流检测模块检测到的电渗回路实时的电流数据，对程控电源箱的电压进行自动逐级升高，可准确把握加载电压的时间节点，从而使电渗加固效果更好。
作为优选，所述状态检测模块还包括土体沉降检测模块，所述土体沉降检测模块与控制模块电连接。该设置可用于监测土体的沉降情况，以方便管理人员分析电渗排水现场的加固效果和异常情况。
作为优选，所述土体沉降检测模块包括数显百分表和固定支架，所述数显百分表通过固定支架固定在吹填淤泥土上，所述数显百分表与控制模块通信连接。数显百分表既可用于直观显示数据，又可将数据传输给控制模块。
作为优选，所述状态检测模块还包括设置在靠近阳极处的第一温度检测模块和设置在靠近阴极处的第二温度检测模块，所述第一温度检测模块和第二温度检测模块分别与控制模块电连接。该设置可用于监测电极周围的温度，以排除异常情况。
作为优选，所述状态检测模块还包括设置在抽水装置上的流量检测模块，所述流量检测模块与控制模块电连接。该设置可用于监测电渗的排水量，以方便管理人员分析电渗排水现场的加固效果和异常情况。
作为优选，所述状态检测模块还包括电压检测模块，所述电压检测模块与控制模块电连接用于检测电渗回路的电压并传输给控制模块。该设置可监测电渗回路的电压，以方便管理人员分析电渗排水现场的加固效果和异常情况。
作为优选，还包括报警模块，所述报警模块与计算机电连接。该设置可在状态检测模块检测到异常数据时进行报警，以提醒管理人员及时进行处理。
作为优选，所述主控装置分别与控制模块和程控电源箱进行有线通信连接。该设置可实现信号的可靠传输和控制。
作为优选，所述主控装置通过GSM/GPRS通信模块与计算机进行无线通信连接，所述主控装置还通过GSM/GPRS通信模块与管理人员的手机进行无线通信连接。该设置使主控装置既可通过GSM/GPRS通信模块与计算机进行无线通信，还可以短信等方式向管理人员手机发送报警信息，以提醒管理人员注意。
作为优选，所述阴极采用井点管，所述井点管与抽水装置相连。井点管既可进水，又可防止井壁周围的土体进入，这样既可方便抽水装置抽水又能起到过滤的作用。
附图说明：
图1为本发明吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置的结构示意图；
图2为本发明吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置的功能原理图；
图中：1-计算机，2-主控装置，3-控制模块，4-阳极，5-阴极，6-状态检测模块，7-程控电源箱，8-抽水装置，9-电流检测模块，10-土体沉降检测模块，11-第一温度检测模块，12-第二温度检测模块，13-流量检测模块，14-电压检测模块，15-报警模块，16-GSM/GPRS通信模块，17-管理人员的手机，18-数显百分表，19-固定支架。
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例：
如图1、图2所示，一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，包括一台计算机1和至少一个主控装置2，所述每个主控装置2与多个节点装置电连接，所述多个是指两个及两个以上，为使图示简洁，图1、图2中只示意出一个主控装置2和一个节点装置，所述节点装置包括控制模块3、阳极4、阴极5、状态检测模块6和电压可调的程控电源箱7，所述阳极4和阴极5插入吹填淤泥土中且两者相隔一段距离，所述阴极5处还设有抽水装置8，所述状态检测模块6包括电流检测模块9，所述电流检测模块9与控制模块3电连接用于检测电渗回路的电流并传输给控制模块3，所述主控装置2分别与控制模块3、程控电源箱7和计算机1进行通信连接，其中至少所述主控装置2与计算机1进行无线通信连接。
本发明吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置由计算机1来统一管理主控装置2下的节点装置的工作状态，且主控装置2与计算机1之间采用无线通信，这样就可实现众多分散监测节点的工作状态的远程集中无间断监控，无需人工定时查看、方便高效、数据精确且能保证长期安全可靠运行，另外主控装置2还可以根据电流检测模块9检测到的实时电渗回路的电流数据，对程控电源箱7的电压进行自动逐级升高，可准确把握加载电压的时间节点，从而使电渗加固效果更好。
作为优选，所述状态检测模块6还包括土体沉降检测模块10，所述土体沉降检测模块10与控制模块3电连接。该设置可用于监测土体的沉降情况，以方便管理人员分析电渗排水现场的加固效果和异常情况。
作为优选，所述土体沉降检测模块10包括数显百分表18和固定支架19，所述数显百分表18通过固定支架19固定在吹填淤泥土上，所述数显百分表18与控制模块3通信连接，所述数显百分表18和固定支架19可以设置多组，且可沿长度方向等间距分布在吹填淤泥土上，本实施例中设置了两组。数显百分表18既可用于直观显示数据，又可将数据传输给控制模块3。
作为优选，所述状态检测模块6还包括设置在靠近阳极4处的第一温度检测模块11和设置在靠近阴极5处的第二温度检测模块12，所述第一温度检测模块11和第二温度检测模块12分别与控制模块3电连接。该设置可用于监测电极周围的温度，以排除异常情况。
作为优选，所述状态检测模块6还包括设置在抽水装置8上的流量检测模块13，所述流量检测模块13与控制模块3电连接。该设置可用于监测电渗的排水量，以方便管理人员分析电渗排水现场的加固效果和异常情况。
作为优选，所述状态检测模块6还包括电压检测模块14，所述电压检测模块14与控制模块3电连接用于检测电渗回路的电压并传输给控制模块3。该设置可监测电渗回路的电压，以方便管理人员分析电渗排水现场的加固效果和异常情况。
作为优选，还包括报警模块15，所述报警模块15与计算机1电连接。该设置可在状态检测模块6检测到异常数据时进行报警，以提醒管理人员及时进行处理。
作为优选，所述主控装置2分别与控制模块3和程控电源箱7进行有线通信连接。该设置可实现信号的可靠传输和控制。
作为优选，所述主控装置2通过GSM/GPRS通信模块16与计算机1进行无线通信连接，所述主控装置2还通过GSM/GPRS通信模块16与管理人员的手机17进行无线通信连接。该设置使主控装置2既可通过GSM/GPRS通信模块16与计算机1进行无线通信，还可以短信等方式向管理人员的手机17发送报警信息，以提醒管理人员注意。
作为优选，所述阴极5采用井点管，所述井点管与抽水装置8相连。井点管既可进水，又可防止井壁周围的土体进入，这样既可方便抽水装置8抽水又能起到过滤的作用。
上述程控电源箱7、抽水装置8、电流检测模块9、土体沉降检测模块10、第一温度检测模块11、第二温度检测模块12、流量检测模块13、电压检测模块14、报警模块15和数显百分表18均为现有技术。
作为优选，所述第一温度检测模块11和第二温度检测模块12均采用温度传感器。温度传感器价格低廉，且方便安装在吹填淤泥土中。
作为优选，所述电流检测模块9采用数显电流计，数显电流计为现有技术，所述数显电流计与程控电源箱7串联，所述数显电流计还与控制模块3通信连接。数显电流计既可用于直观显示数据，又可将数据传输给控制模块3。
作为优选，所述电压检测模块14采用数显电压计，数显电压计为现有技术，所述数显电压计与程控电源箱7并联，所述数显电压计与控制模块3通信连接。数显电压计既可用于直观显示数据，又可将数据传输给控制模块3。
作为优选，所述流量检测模块13采用数显流量计，数显流量计为现有技术，所述数显流量计与控制模块3通信连接。数显流量计既可用于直观显示数据，又可将数据传输给控制模块3。
作为优选，所述数显百分表18、数显电流计、数显电压计和数显流量计通过同一通信总线与控制模块3通信连接，所述两个通信连接的装置需分别设置相互匹配的通信模块。该设置可简化结构，有效利用控制模块3的通信接口。
本发明吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置的工作过程如下：
(1)进行场地平整，将长5m左右的阳极4和阴极5按照设计的间距插入吹填淤泥土中，其中阳极4采用金属电极，井点管作为阴极5，阴极5和阳极4之间间距0.8-1m；
(2)在靠近阳极4和阴极5处分别安装第一温度传感器和第二温度传感器，将阳极4和阴极5分别与程控电源箱7的正负极连接，并将数显电流计与程控电源箱7串联用于检测电渗回路的电流，将数显电压计与程控电源箱7并联用于检测电渗回路的电压；
(3)将数显百分表18通过制作好的固定支架19固定在吹填淤泥土上的相应位置用于记录土体的沉降；
(4)将井点管与抽水装置8相连，并在抽水装置8上安装数显流量计；
(5)将数显电流计、数显电压计、第一温度传感器、第二温度传感器、数显百分表18和数显流量计分别与控制模块3电连接，控制模块3再与主控装置2进行有线通信连接，有线通信连接例如RS485；
(6)接通程控电源箱7进行电渗，主控装置2可按照设定的时间间隔，逐级升高程控电源箱7的电压，例如程控电源箱7提供15V的初始电源电压进行电渗，3h后加压到20V，6h后加压到25V，再过6h，加压到30V；也可根据数显电流计检测到的电流值逐级升高程控电源箱7的电压，例如程控电源箱7提供15V的初始电源电压进行电渗，初始电流为kA,当检测到电流降低到0.4kA时，加压到20V等，以上逐级加压的方式均可以加大电渗回路的电流，相比采用不变电压的处理方式，更能改善电渗处理效果；
(7)数显电流计、数显电压计、第一温度传感器、第二温度传感器、数显百分表18和数显流量计通过控制模块3将数据传回至主控装置2；
(8)主控装置2通过GSM/GPRS通信模块16分别与计算机1和管理人员的手机17进行无线通信，当计算机1监测分析到现场传输回来的数据发生异常时，计算机1可通过报警模块15进行报警，同时主控装置2也可通过GSM/GPRS通信模块16以短信方式向管理人员的手机17发送报警短信。

Claims (9)

1.一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：包括一台计算机(1)和至少一个主控装置(2)，所述每个主控装置(2)分别与多个节点装置电连接，所述节点装置包括控制模块(3)、阳极(4)、阴极(5)、状态检测模块(6)和电压可调的程控电源箱(7)，所述阳极(4)和阴极(5)插入吹填淤泥土中且两者相隔一段距离，所述阴极(5)处还设有抽水装置(8)，所述状态检测模块(6)包括电流检测模块(9)，所述电流检测模块(9)与控制模块(3)电连接用于检测电渗回路的电流并传输给控制模块(3)，所述主控装置(2)分别与控制模块(3)、程控电源箱(7)和计算机(1)进行通信连接，其中至少所述主控装置(2)与计算机(1)进行无线通信连接，所述状态检测模块(6)还包括电压检测模块(14)，所述电压检测模块(14)与控制模块(3)电连接用于检测电渗回路的电压并传输给控制模块(3)。
2.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述状态检测模块(6)还包括土体沉降检测模块(10)，所述土体沉降检测模块(10)与控制模块(3)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述土体沉降检测模块(10)包括数显百分表(18)和固定支架(19)，所述数显百分表(18)通过固定支架(19)固定在吹填淤泥土上，所述数显百分表(18)与控制模块(3)通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述状态检测模块(6)还包括设置在靠近阳极(4)处的第一温度检测模块(11)和设置在靠近阴极(5)处的第二温度检测模块(12)，所述第一温度检测模块(11)和第二温度检测模块(12)分别与控制模块(3)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述状态检测模块(6)还包括设置在抽水装置(8)上的流量检测模块(13)，所述流量检测模块(13)与控制模块(3)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：还包括报警模块(15)，所述报警模块(15)与计算机(1)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述主控装置(2)分别与控制模块(3)和程控电源箱(7)进行有线通信连接。
8.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述主控装置(2)通过GSM/GPRS通信模块(16)与计算机(1)进行无线通信连接，所述主控装置(2)还通过GSM/GPRS通信模块(16)与管理人员的手机(17)进行无线通信连接。
9.根据权利要求1所述的一种吹填淤泥土电渗加固远程监测控制装置，其特征在于：所述阴极(5)采用井点管，所述井点管与抽水装置(8)相连。
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