CN106323233B - 沉降杯监测系统及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沉降杯监测系统，用于监测路基的沉降量，包括埋设在路基填土中的测量沉降杯、基座、设置在基座上的基准沉降杯、以及相连接的水管；每种沉降杯由水箱、水压计、入水口、排气口组成，入水口位于水箱的下部，排气口位于水箱的顶部，排气口设置有封口螺丝和设置在排气口与封口螺丝之间的第一密封圈；水压计固定在水箱的内侧壁上并通过导线与电源连接，导线四周与水箱之间的缝隙设置有第二密封圈；测量沉降杯的入水口通过水管与基准沉降杯的入水口连通。本系统测量各沉降杯的标高、以及其中水压计的压力值即可计算获得沉降量，测读方便，测量精度高，而且不受填土施工的影响。

Description

沉降杯监测系统及其测量方法
技术领域
本发明涉及路基沉降量监测技术领域，尤其涉及一种沉降杯监测系统及其测量方法。
背景技术
现有沉降测量方法一般有水准测量，是通过用水准设备测量埋设在路基填土中的沉降板或者沉降标的标高而得到沉降量。此种方法的主要问题有：一是因仪器误差、测量操作误差、天气变化、施工环境影响等因素，导致测量误差较大；二是填土施工对测杆的影响甚至破坏，对测量精度影响较大，甚至导致测量中断。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种沉降杯监测系统及其测量方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种沉降杯监测系统，设置在路基填土中，用于监测路基的沉降量，包括测量沉降杯、基准沉降杯、基座以及相连接的水管；所述测量沉降杯埋设在所述路基填土中，所述基座设置在路基填土旁，所述基准沉降杯设置在基座上；每种沉降杯由水箱、水压计、入水口、排气口组成，所述入水口位于水箱的下部，所述排气口位于水箱的顶部，排气口设置有封口螺丝和设置在排气口与封口螺丝之间的第一密封圈；所述水压计固定在水箱的内侧壁上并通过导线与电源连接，所述水箱的上部设置有供所述导线穿过的接线孔，导线四周与接线孔之间的缝隙设置有第二密封圈；所述测量沉降杯至少设有一个，测量沉降杯的入水口通过水管与所述基准沉降杯的入水口连通。
水压计的设置，可方便读取基准沉降杯与测量沉降杯在任意时刻的水压力值，从而得到两者之间的压力差和高差；第一密封圈和第二密封圈的设置，避免系统内水向外溢出，保证两种沉降杯之间是由同一流体(水)连通的，从而两者水压计读取的压力值之差可以准确反映两者的高差。
所述水箱由底板、圆筒和顶盖组成；所述圆筒焊接在所述底板上，所述顶盖固定在圆筒的顶部且在连接处设置有第三密封圈；所述排气口开设在所述顶盖上。
所述底板、圆筒、顶盖均由钢材制成，且其内外表面均涂有防锈漆。钢材制成且表面涂有防锈漆的水箱，其结构稳固且耐用，使用寿命长。
一种沉降杯监测系统的测量方法，包括如下步骤：
步骤一：将作为测点和基准点的位置整平；
步骤二：把测量沉降杯埋设在位于路堤范围内的测点位置，把基准沉降杯埋设在路堤以外的基准点位置，并通过水管把测量沉降杯的入水口与基准沉降杯的入水口连接起来；
步骤三：给沉降杯灌水，直至水从排气口涌出时，用封口螺丝及第一密封圈密封排气口；
步骤四：检查系统的密封性，保证沉降杯监测系统处于密封状态，将各沉降杯的导线埋设在路基填土中；
步骤五：测读初始读数：基准沉降杯的标高和压力值分别为Hd0和Pd0，第j个测量沉降杯的初始压力值为Pj0；
步骤六：计算第j个测量沉降杯的初始标高：
其中γw为水的容重；
步骤七：测量第1次，基准沉降杯的标高和压力值分别为Hd1和Pd1，第j个测量沉降杯的压力值为Pj1；计算第1次测量时，第j个测量沉降杯的沉降：
此时刻，标高为：
此时刻，沉降量为：其中γw为水的容重；
步骤八：测量第i次，基准沉降杯的标高和压力值分别为Hdi和Pdi，第j个测量沉降杯的压力值为Pji；计算第i次测量时，第j个测量沉降杯的沉降：
此时刻，标高为：
此时刻，沉降量为：其中γw为水的容重。
本发明的优点是：本系统测量各沉降杯的标高、以及其中水压计的压力值即可计算获得沉降量，测读方便，测量精度高，而且不受填土施工的影响。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例沉降杯的结构示意图。
图中附图标记含义：1、测量沉降杯；2、基准沉降杯；3、路基填土；4、水压计；5、入水口；6、排气口；7、封口螺丝；8、第一密封圈；9、第二密封圈；10、底板；11、圆筒；12、顶盖；13、第三密封圈；14、基座；15、导线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例
参阅图1及图2，为一种沉降杯监测系统，设置在路基填土3中，用于监测路基的沉降量，包括测量沉降杯1、基准沉降杯2、基座14以及相连接的水管；测量沉降杯1埋设在路基填土3中，基座14设置在路基填土3旁，基准沉降杯2设置在基座14上；每种沉降杯由水箱、水压计4、入水口5、排气口6组成，入水口5位于水箱的下部，排气口6位于水箱的顶部，排气口6设置有封口螺丝7和设置在排气口6与封口螺丝7之间的第一密封圈8；水压计4固定在水箱的内侧壁上并通过导线15与电源连接，水箱的上部设置有供导线15穿过的接线孔，导线15四周与接线孔之间的缝隙设置有第二密封圈9；测量沉降杯1至少设有一个，测量沉降杯1的入水口5通过水管与基准沉降杯2的入水口5连通。
水压计4的设置，可方便读取基准沉降杯2与测量沉降杯1在任意时刻的水压力值，从而得到两者之间的压力差和高差；第一密封圈8和第二密封圈9的设置，避免系统内水向外溢出，保证两种沉降杯之间是由同一流体(水)连通的，从而两者水压计读取的压力值之差可以准确反映两者的高差。
水箱由底板10、圆筒11和顶盖12组成；圆筒11焊接在底板10上，顶盖12固定在圆筒11的顶部且在连接处设置有第三密封圈13；排气口6开设在顶盖12上。
底板10、圆筒11、顶盖12均由钢材制成，且其内外表面均涂有防锈漆。钢材制成且表面涂有防锈漆的水箱，其结构稳固且耐用，使用寿命长。
标高表示建筑物各部分的高度，是建筑物某一部位相对于基准面(标高的零点)的竖向高度，是竖向定位的依据。本实施例中的“标高”为绝对标高，是以一个国家或地区统一规定的基准面作为零点的标高，我国规定青岛附近黄海夏季的平均海平面作为标高的零点，所计算的标高为绝对标高。
电测沉降杯系统测量沉降的原理：将基准沉降杯2和一个或多个测量沉降杯1用导管连通起来，并充满水后密封起来；测量各沉降杯中水压计4的压力值，以及基准沉降杯2的标高，即得到测量沉降杯1的标高；得到不同时间的测量沉降杯1标高，即可得到其沉降量。
沉降杯的安装：
1)根据图纸尺寸，分别加工底板10、圆筒11和顶盖12，其中圆筒11的下方钻小孔、并焊接一节水管，圆筒11上方开小孔；
2)将圆筒11焊接在底板10上；
3)将水压计4用胶水固定在圆筒11内侧，电缆(即导线15)从圆筒11上方小孔伸出，并密封；
4)将顶盖12固定在圆筒11上，单个沉降杯组装完成。
一种沉降杯监测系统的测量方法，包括如下步骤：
步骤一：将作为测点和基准点的位置整平；
步骤二：把测量沉降杯1埋设在位于路堤范围内的测点位置，把基准沉降杯2埋设在路堤以外的基准点位置，并通过水管把测量沉降杯1的入水口5与基准沉降杯2的入水口5连接起来；
步骤三：给沉降杯灌水，直至水从排气口6涌出时，用封口螺丝7及第一密封圈8密封排气口6；
步骤四：检查系统的密封性，保证沉降杯监测系统处于密封状态，将各沉降杯的导线15埋设在路基填土3中；
步骤五：测读初始读数：基准沉降杯2的标高和压力值分别为Hd0和Pd0，第j个测量沉降杯1的初始压力值为Pj0；
步骤六：计算第j个测量沉降杯1的初始标高：
其中γw为水的容重；
步骤七：测量第1次，基准沉降杯2的标高和压力值分别为Hd1和Pd1，第j个测量沉降杯1的压力值为Pj1；计算第1次测量时，第j个测量沉降杯1的沉降：
此时刻，标高为：
此时刻，沉降量为：其中γw为水的容重；
步骤八：测量第i次，基准沉降杯2的标高和压力值分别为Hdi和Pdi，第j个测量沉降杯1的压力值为Pji；计算第i次测量时，第j个测量沉降杯1的沉降：
此时刻，标高为：
此时刻，沉降量为：其中γw为水的容重。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种沉降杯监测系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将作为测点和基准点的位置整平；
步骤二：把测量沉降杯(1)埋设在位于路堤范围内的测点位置，把基准沉降杯(2)埋设在路堤以外的基准点位置，并通过水管把测量沉降杯(1)的入水口(5)与基准沉降杯(2)的入水口(5)连接起来；
步骤三：给沉降杯灌水，直至水从排气口(6)涌出时，用封口螺丝(7)及第一密封圈(8)密封排气口(6)；
步骤四：检查系统的密封性，保证沉降杯监测系统处于密封状态，将各沉降杯的导线(15)埋设在路基填土(3)中；
步骤五：测读初始读数：基准沉降杯(2)的标高和压力值分别为Hd0和Pd0，第j个测量沉降杯(1)的初始压力值为Pj0；
步骤六：计算第j个测量沉降杯(1)的初始标高：其中γw为水的容重；
步骤七：测量第1次，基准沉降杯(2)的标高和压力值分别为Hd1和Pd1，第j个测量沉降杯(1)的压力值为Pj1；计算第1次测量时，第j个测量沉降杯(1)的沉降：
此时刻，标高为：
此时刻，沉降量为：其中γw为水的容重；
步骤八：测量第i次，基准沉降杯(2)的标高和压力值分别为Hdi和Pdi，第j个测量沉降杯(1)的压力值为Pji；计算第i次测量时，第j个测量沉降杯(1)的沉降：
此时刻，标高为：
此时刻，沉降量为：其中γw为水的容重。
2.根据权利要求1所述的沉降杯监测系统的测量方法，其特征在于：所述沉降杯监测系统设置在路基填土(3)中，用于监测路基的沉降量，包括测量沉降杯(1)、基准沉降杯(2)、基座(14)以及相连接的水管；所述测量沉降杯(1)埋设在所述路基填土(3)中，所述基座(14)设置在路基填土(3)旁，所述基准沉降杯(2)设置在基座(14)上；每种沉降杯由水箱、水压计(4)、入水口(5)、排气口(6)组成，所述入水口(5)位于水箱的下部，所述排气口(6)位于水箱的顶部，排气口(6)设置有封口螺丝(7)和设置在排气口(6)与封口螺丝(7)之间的第一密封圈(8)；所述水压计(4)固定在水箱的内侧壁上并通过导线(15)与电源连接，所述水箱的上部设置有供所述导线(15)穿过的接线孔，导线(15)四周与接线孔之间的缝隙设置有第二密封圈(9)；所述测量沉降杯(1)至少设有一个，测量沉降杯(1)的入水口(5)通过水管与所述基准沉降杯(2)的入水口(5)连通。
3.根据权利要求2所述的沉降杯监测系统的测量方法，其特征在于：所述水箱由底板(10)、圆筒(11)和顶盖(12)组成；所述圆筒(11)焊接在所述底板(10)上，所述顶盖(12)固定在圆筒(11)的顶部且在连接处设置有第三密封圈(13)；所述排气口(6)开设在所述顶盖(12)上。
4.根据权利要求3所述的沉降杯监测系统的测量方法，其特征在于：所述底板(10)、圆筒(11)、顶盖(12)均由钢材制成，且其内外表面均涂有防锈漆。
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