CN107655452A - 液压传感式沉降观测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土体的沉降观测的技术领域，公开了液压传感式沉降观测系统，包括固定高度位置的基准件、分别置于多个所测位置的多个测点件以及数据采集模块，测点件的高度低于基准件，基准件具有基准腔体，测点件具有测点腔体，基准腔体及测点腔体注入液体并通过连接管连通，基准腔体内的液体具有高度不变的基准液面；这样设置在测点腔体内壁的压力传感器会测得测点腔体内的液压，并且测点件高度的改变会影响所测的液压大小，通过数据采集模块收集液压大小。本发明提供的液压传感式沉降观测系统，用于对大面积的软基处理过程中的土体的沉降情况进行监测，以控制堆载加载速率、推算工后沉降、提出卸载时间以及评价处理效果。

Description

液压传感式沉降观测系统

技术领域

本发明涉及土体的沉降观测的技术领域，尤其是液压传感式沉降观测系统的布置结构。

背景技术

在淤泥填海陆域形成的过程中，往往需要对淤泥及淤泥质土等高含水率、高孔隙比的高压缩性土层进行排水固结处理，软基处理过程中需要对沉降速率及累计沉降量进行全过程监测，以控制堆载加载速率、推算工后沉降、提出卸载时间以及评价处理效果。

目前软基处理的地表沉降监测通常采用在地表放置沉降标，并在监测区域外设置基准点，将沉降标与基准点进行对比来进行测量，从而对软基处理的地表进行监测。

然而现有技术中，在监测区域放置沉降标的方法并不适用于大面积的软基处理工程，基准点与沉降表的距离相对较远，因而引测距离远，人工观测工作量大，并且精度难以保证，无法实时监测。

发明内容

本发明提供的液压传感式沉降观测系统，旨在解决现有技术中在监测大面积的软基处理工程中，引测距离远，工作量大，精度低并且无法实时监测的问题。

本发明是这样实现的，液压传感式沉降观测系统，包括固定高度位置的基准件、分别置于多个所测位置的测点件以及数据采集模块，所述测点件的高度低于所述基准件，所述基准件内具有基准腔体，所述测点件内具有测点腔体，所述基准腔体及所述测点腔体分别注入液体并通过连接管连通，所述基准腔体内的液体具有高度不变的基准液面；所述测点腔体的内壁设有压力传感器，所述压力传感器与所述数据采集模块电性连接。

进一步的，所述基准件的顶部设有加液口，所述加液口与所述基准腔体连通。

进一步的，所述加液口从所述基准件伸出，所述加液口在伸出部位设置有打开或关闭所述加液口的加液阀。

进一步的，所述基准件设有与所述连接管连接的连接口，所述连接口与所述基准腔体连通，所述基准液面高于所述连接口。

进一步的，所述基准腔体的内壁设有检测所述基准液面的液面高度的位置传感器，所述位置传感器与所述加液阀电性连接。

进一步的，所述液压传感式沉降观测系统包括基准柱，基准柱的下部延伸固定在淤泥以下稳定硬岩土层，所述基准件固定连接在所述基准柱上部。

进一步的，多个所述测点件分别布置在多个不同的所测位置，相邻的所述测点件之间通过通管连通所述测点腔体。

进一步的，多个所述测点件包括多个设置在土体表面的表面测点件以及多个设置在土体内部的内部测点件。

进一步的，所述压力传感器位于所述测点腔体内壁的底部。

进一步的，各个所述测点件内的所述压力传感器分别与数据采集模块电性连接，所述数据采集模块集中显示多个所述测点件内的液压示数。

与现有技术相比，本发明提供的液压传感式沉降观测系统，通过在基准腔体以及测点腔体注入液体，并用连接管连通，将具有基准腔体的基准件设置在高于测点件的固定位置，保持基准腔体内的液体的基准液面高度不变，测点腔体的液压与液体的高度有关，在测点腔体设有的压力传感器检测到液压大小，测点件的高度位置变化从而影响液压的大小，再通过数据采集模块接收采集到的液压示数，换算成压力传感器与基准液面的相对高度，从而对土体的沉降进行监测以及处理。解决了现有技术中在监测大面积的软基处理工程中，引测距离远，工作量大，精度低并且无法实时监测的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的液压传感式沉降观测系统的平面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的液压传感式沉降观测系统的基准件的平面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1或2所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的液压传感式沉降观测系统，用于对大面积的软基15的处理过程中的土体的沉降速率以及累计沉降量进行全程监测，以控制堆载加载速率、推算工后沉降、提出卸载时间以及评价处理效果。

本实施例提供的液压传感式沉降观测系统，包括基准件11、多个测点件12以及数据采集模块13，基准件11内部具有基准腔体115，多个测点件12内部则具有测点腔体123，在基准腔体115以及测点腔体123内注满液体并通过连接管124连通，这样基准腔体115以及测点腔体123内的液体能够流通；再将基准液体固定安装在固定高度的位置，将测点件12安装在低于基准件11高度的位置。

这样基准腔体115的液体通过连接管124流向测点腔体123，测点腔体123内的液体充满测点腔体123，基准腔体115内的液体形成有液面，保持基准腔体115的液面高度不变，形成有基准液面112。

在基准液面112的高度不变的情况下，置于所测位置的测点件12在所测位置的土体沉降时，基准液面112相对于测点件12的相对高度位置发生变化，由于测点件12内的液压的大小与相对高度成正比，在相对高度发生变化的时候，测点腔体123内的液压也发生改变。

同时，在测点件12的测点腔体123内设有压力传感器122，用于检测测点件12内的液压大小，并且，压力传感器122与数据采集模块13电性连接，这样方便随时采集测点件12内的液压大小，再将所采集到的液压示数转换成与初始位置的高度差，从而方便对软基15的处理过程中的土体的沉降情况进行检测，方便后续工作，这样所构成的液压传感式沉降观测系统精确度高，并且能对多个测点进行监测。

另外，在安装各组件之前，需要调整压力传感器122，确认各组件正常，并且根据不同的测点位置放置的不同测点件12内的压力传感器122，根据初始基准液面112与测点的相对高度差，预估液压大小，控制压力传感器122的量程，尽量使用较小的量程，从而在将测点件12放置在测点位置后，即使土体高度发生较小的变化，压力传感器122也会精确显示，提高了测量的精度，测点位置的土体变化更为明显。

为了保持高度不变的基准液面112，除了将基准件11的位置进行固定，使之不进行移动，另外还需要随时能加注液体，因此在基准件11的顶部设有加液口114，加液口114连通至基准腔体115，防止液体的挥发或遗漏而导致基准液面112的改变，进而改变与测点件12的相对高度，影响测量到的测点件12内的液压大小。

并且，加液口114从基准件11伸出具有伸出部位，在加液口114的伸出部位设置有打开或关闭加液口的加液阀，这样加注液体时打开加液阀，不需要加注时则关闭加液阀。

同时，在基准件11侧边设有连接口113，连接口113与连接管124连接，连接口连通至基准腔体115，从而使基准腔体115与测点腔体123相连通，连接口113的高度需要低于基准液面112，这样在连接管124以及测点腔体123内的液体挥发流失时，基准腔体115内高于连接口113的基准液面112能随时对液体进行补充，使所测得的液压的精确度更高。

这样，为了能够随时保持基准液面112，随时从加液口114加注液体以保持基准液面112，人为加注液体往往比较麻烦，操作不便，并且不以保持准确的液面位置，因此在基准腔体115内设有位置传感器，随时保持基准液面112的高度。

具体的，在液体的液面低于基准液面112时，位置传感器使加液口114打开，加注液体，在液体的液面触及到基准液面112时，位置传感器反馈，使加液口114关闭，停止加注液体。

本实施例中，加液口114的口径较小，由于液体挥发较少，在液体液面低于基准液面112时，口径较小的加液口114对基准腔体115内进行加注液体，使液体液面缓慢回升，防止过快的液面回升，使液体液面高于基准液面112，而改变测点位置的液压大小，影响测量精确度。

另外，所注入的液体的密度需要保持一致，与基准腔体115以及测点腔体123内的液体相同，本实施例中，所加注的液体为蒸馏水，蒸馏水的密度固定，并且来源多，精确度高。

本实施例所提供的液压传感式沉降观测系统，为了保持位于软基15位置的基准件11的高度固定，在基准件11的底部固定有基准柱14，基准柱14向下延伸固定在淤泥以下的稳定硬岩土层16，这样基准件11的位置固定，并且不会因为软基15的土体沉降而导致基准件11的高度改变，无需从工程影响区外的基准点引测。

具体的，为了实现基准柱14的安装固定，采用钻机在预定的基准位置钻探孔位，孔深达到软基15的土体以下稳定的硬岩土层16，在所钻孔位的软基15的土体的位置以及软基15的土体压缩时影响范围的土体位置上，设置基准保护套141，基准保护套141连通至稳定的硬岩土层16，并且高出地面以上1m，然后在基准保护套141内浇筑混凝土，从而形成了了基准柱14，这样采用混凝土制作成的基准柱14，以不会移动的硬岩土层16作为基准，使基准柱14更加的稳定，并且基准液面112稳定，所测得的数据更为精确。

本实施例中，多个测点件12分别布置在多个不同的所测位置，并且相邻的测点件12之间通过通管121连通，并且，通管121连通至相邻测点件12内的测点腔体123，这样多个测点件12内的测点腔体123也连通了起来，使液体流通的更顺畅，防止测点件12与基准件11之间的连接管124阻塞，而导致测点件12的液压数据错误。

连接管124与通管121呈弯曲状布置，这样防止在土体沉降时，连接管124或通管121阻止测点件12移动，使数据错误。

并且，测点件12具有设置在土体表面的表面测点件12，以及设置在土体内部的内部测点件12，多个表面测点件12能测量大面积的软基15的表面各个位置的沉降情况，而多个内部测点件12则能测量不同深度位置的土体的沉降情况，使所测得的数据更丰富更加全面。

需要注意的是，不论是埋设表面测点件12还是内部测点件12，均应埋设在初始工作面以下，防止施工对测量结果的影响。

另外，在测点件12内部，压力传感器122位于测点腔体123的底部，这样能够保证压力传感器122受到的是来自液体的压力，方便将所测得的数据转换为高度，进而监测土体的沉降情况。

并且，设置测点件12以及连接管124需进行抗压处理，由于内部测点件12埋设在土体内部，这样防止了环境应力对测点腔体123以及连接管124的影响，使测量结构更准确。

为了显示这多个测点件12的液压示数，多个测点腔体123内的压力传感器122与数据采集模块13向下连接，并且，数据采集模块13能够显示这多个测点件12内的液压示数，使该液压传感使沉降观测系统能更为直白的显示各个位置的土体沉降情况，更加的方便。

并且，数据采集模块13既可以手动也可以自动收集多个测点件12内的液压数据，能够对大面积的软基15的土体的沉降情况进行实时监测。

在该液压传感式沉降观测系统安设完后，需要连续测度3天的示数，数据稳定后，换算成测点件12内压力传感器122与基准液面112的相对高度，然后再对软基15进行处理，土体开始沉降，记录液压，换算成相对高度，计算与初始位置的沉降量；然后在根据沉降曲线，再对软基15处理过程中的工后沉降、固结度等进行计算。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.液压传感式沉降观测系统，其特征在于，包括固定高度位置的基准件、分别置于多个所测位置的测点件以及数据采集模块，所述测点件的高度低于所述基准件，所述基准件内具有基准腔体，所述测点件内具有测点腔体，所述基准腔体及所述测点腔体分别注入液体并通过连接管连通，所述基准腔体内的液体具有高度不变的基准液面；所述测点腔体的内壁设有压力传感器，所述压力传感器与所述数据采集模块电性连接。

2.如权利要求1所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，所述基准件的顶部设有加液口，所述加液口与所述基准腔体连通。

3.如权利要求1所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，所述加液口从所述基准件伸出，所述加液口在伸出部位设置有打开或关闭所述加液口的加液阀。

4.如权利要求1至3任一项所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，所述基准件设有与所述连接管连接的连接口，所述连接口与所述基准腔体连通，所述基准液面高于所述连接口。

5.如权利要求1至3任一项所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，所述基准腔体的内壁设有检测所述基准液面的液面高度的位置传感器，所述位置传感器与所述加液阀电性连接。

6.如权利要求1至3任一项所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，所述液压传感式沉降观测系统包括基准柱，基准柱的下部延伸固定在淤泥以下稳定硬岩土层，所述基准件固定连接在所述基准柱上部。

7.如权利要求1至3任一项所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，多个所述测点件分别布置在多个不同的所测位置，相邻的所述测点件之间通过通管连通所述测点腔体。

8.如权利要求7所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，多个所述测点件包括多个设置在土体表面的表面测点件以及多个设置在土体内部的内部测点件。

9.如权利要求1至3任一项所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，所述压力传感器位于所述测点腔体内壁的底部。

10.如权利要求1至3任一项所述的液压传感式沉降观测系统，其特征在于，各个所述测点件内的所述压力传感器分别与数据采集模块电性连接，所述数据采集模块集中显示多个所述测点件内的液压示数。