CN110904942A - 一种土体深部水平位移的自动监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及位移检测设备的技术领域,公开了一种土体深部水平位移的自动监测装置,包括具有容置腔的壳体、第一止挡件、位于第一止挡件下方的第二止挡件,以及连接件;壳体上开设有与容置腔连通的开口,开口内设置有用于密封开口的密封塞,容置腔的内壁上设置有形变测量元件,形变测量元件的通讯线缆穿过密封塞与外部监测设备通讯连接;第一止挡件和第二止挡件之间形成有安装空间,壳体安装于安装空间内,第一止挡件与第二止挡件之间通过连接件连接。形变测量元件检测到的形变数据通过通讯线缆实时输送到外部通讯设备,使得土体的形变数据能实时监测,自动化程度高,另外人工成本低、可靠性高、能够连续监测。
Description
技术领域
本发明涉及位移检测设备的技术领域,特别是涉及一种土体深部水平位移的自动监测装置。
背景技术
土体深部水平位移是基坑、建筑、道路、边坡和桥梁等工程中安全性的重要参数,为此土体深部水平位移的监测具有重要意义。采用传统测斜仪测量方式的自动化程度低和难以实现实时的预报警。
发明内容
本发明的目的是提供一种土体深部水平位移的自动监测装置,以解决现有技术中存在的传统测斜仪测量方式的自动化程度低和难以实现实时的预报警技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种土体深部水平位移的自动监测装置,包括具有容置腔的壳体、第一止挡件、位于所述第一止挡件下方的第二止挡件,以及连接件;所述壳体上开设有与所述容置腔连通的开口,所述开口内设置有用于密封所述开口的密封塞,所述容置腔的内壁上设置有形变测量元件,所述形变测量元件的通讯线缆穿过所述密封塞与外部监测设备通讯连接;所述第一止挡件和所述第二止挡件之间形成有安装空间,所述壳体安装于所述安装空间内,所述第一止挡件与所述第二止挡件之间通过所述连接件连接。
进一步地,所述壳体为圆柱管,所述容置腔为所述圆柱管的中空腔,所述形变测量元件设置在所述圆柱管的内壁上。
进一步地,所述开口的数量为两个,所述密封塞的数量为两个,两个所述开口分别设置在所述圆柱管的两端上,两个所述开口和两个所述密封塞一一对应。
进一步地,所述形变测量元件的数量为多个,多个所述形变测量元件绕所述壳体的周向布设。
进一步地,所述形变测量元件为沿所述壳体轴向方向延伸的应变片。
进一步地,所述壳体内壁上开设有凹槽,所述应变片设置在所述凹槽内。
进一步地,所述壳体在竖直方向延伸。
进一步地,所述通讯线缆的端部设置有接头,所述接头外部罩设有密封壳。
进一步地,所述第二止挡件底部设置有朝下的锥形件。
进一步地,所述连接件为钢筋,所述第一止挡件和所述第二止挡件分别为钢网片。
本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的有益效果在于:与现有技术相比,本发明土体深部水平位移的自动监测装置,形变测量元件设置在壳体的内壁上,当壳体埋设在土体内时,土体发生形变时能够带动壳体发生形变,壳体发生形变能够通过形变测量元件检测出来;第二止挡件位于第一止挡件的下方,第一止挡件和第二止挡件之间形成安装空间,连接件连接第一止挡件和第二止挡件,壳体安装在安装空间内,壳体能够支撑在第二止挡件上,连接件、第一止挡件和第二止挡件能够保护位于安装空间内的壳体,且连接件保障了第一止挡件和第二止挡件之间相对位置的稳定;形变测量元件检测到的形变数据通过通讯线缆实时输送到外部通讯设备,使得土体的形变数据能实时监测,自动化程度高,另外人工成本低、可靠性高、能够连续监测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的土体深部水平位移的自动监测装置的主视示意图;
图2为本发明实施例提供的形变测量元件安装在壳体内的装配示意图;
图3为图2中A-A剖面结构示意图;
图4为本发明实施例提供的相邻两个壳体连接示意图;
图5为本发明实施例提供的第一止挡件和连接件的连接示意图。
图中,1、壳体;11、容置腔;12、开口;13、凹槽;21、第一止挡件;22、第二止挡件;23、连接件;24、安装空间;3、密封塞;41、形变测量元件;42、通讯线缆;421、接头;43、密封壳;5、锥形件;61、测量电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1至图5,现对本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置进行说明。土体深部水平位移的自动监测装置包括具有容置腔11的壳体1、第一止挡件21、位于第一止挡件21下方的第二止挡件22,以及连接件23;壳体1上开设有与容置腔11连通的开口12,开口12内设置有用于密封开口12的密封塞3,容置腔11的内壁上设置有形变测量元件41,形变测量元件41的通讯线缆42穿过密封塞3与外部监测设备(未示出)通讯连接;第一止挡件21和第二止挡件22之间形成有安装空间24,壳体1安装于安装空间24内,第一止挡件21与第二止挡件22之间通过连接件23连接。
如此,形变测量元件41设置在壳体1的内壁上,当壳体1埋设在土体内时,土体发生形变时能够带动壳体1发生形变,壳体1发生形变能够通过形变测量元件41检测出来;第二止挡件22位于第一止挡件21的下方,第一止挡件21和第二止挡件22之间形成安装空间24,连接件23连接第一止挡件21和第二止挡件22,壳体1安装在安装空间24内,壳体1能够支撑在第二止挡件22上,连接件23、第一止挡件21和第二止挡件22能够保护位于安装空间24内的壳体1,且连接件23保障了第一止挡件21和第二止挡件22之间相对位置的稳定;形变测量元件41检测到的形变数据通过通讯线缆42实时输送到外部通讯设备,使得土体的形变数据能实时监测,自动化程度高,另外人工成本低、可靠性高、能够连续监测。
可选的,本申请的主题名称可以由“一种土体深部水平位移的自动监测装置”改为:“位移监测系统”。
具体的,在一个实施例中,密封塞3密封住开口12后,容置腔11为密封腔,避免外部水分/尘土对容置腔11内的形变测量元件41影响。
具体的,在一个实施例中,密封塞3上开设有通线孔,通讯线缆42穿过通线孔与外部监测设备连接。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,壳体1为圆柱管,容置腔11为圆柱管的中空腔,形变测量元件41设置在圆柱管的内壁上。如此,圆柱管便于生产,且圆柱管更容易放进土体内。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,开口12的数量为两个,密封塞3的数量为两个,两个开口12分别设置在圆柱管的两端上,两个开口12和两个密封塞3一一对应。如此,通讯线缆42能够穿过任意一个密封塞3伸出,便于形变测量元件41的信号输出/传递。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,形变测量元件41的数量为多个,多个形变测量元件41绕壳体1的周向布设。如此,多个形变测量元件41能够更加可靠地检测到壳体1的形变;多个形变测量元件41绕壳体1的周向布设,多个形变测量元件41能够从壳体1的多个方向上产生的形变。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,形变测量元件41为沿壳体1轴向方向延伸的应变片。如此,应变片对壳体1轴线发生弯曲更加敏感。具体的,在一个实施例中,应变片为电阻应变片或光学应变片。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,壳体1内壁上开设有凹槽13,应变片设置在凹槽13内。如此,应变片设置在凹槽13内更加牢固,且应变片与凹槽13的槽壁之间接触更加紧密,便于壳体1发生的形变影响应变片。
具体的,在一个实施例中,应变片贴设在电路板上。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,壳体1在竖直方向延伸。如此,壳体1更容易感知水平方向的形变,即壳体1能够更加敏锐地检测到土体在水平方向上的形变。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,通讯线缆42的端部设置有接头421,接头421外部罩设有密封壳43。如此,密封壳43能够保护接头421不容易进水/损坏。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,第二止挡件22底部设置有朝下的锥形件5。如此,锥形件5便于钻到土内。
进一步地,请参阅图1至图5,作为本发明提供的土体深部水平位移的自动监测装置的一种具体实施方式,连接件23为钢筋,第一止挡件21和第二止挡件22分别为钢网片。如此,钢筋成本低廉,便于连接;钢网片十分牢固,易于加工。
可选地,在一个实施例中,钢筋的数量为三条,三条钢筋平行且呈等边三角形竖直设置。具体的,在一个实施例中,等边三角形的心到各边的距离等于壳体1(圆柱管状)的外径。具体的,在一个实施例中,纵向钢筋(竖直设置的钢筋)的长度大于壳体1的长度。相邻壳体1间通讯线缆42的长度加上壳体1的长度大于纵向钢筋的长度。
可选地,在一个实施例中,钢筋上焊接有连接结构(连接结构可以为螺母状),钢网片通过螺栓与连接结构固接;钢网片的孔洞直径大于通讯线缆42且小于壳体1(圆柱管状)的直径,使得通讯线缆42能够穿过钢网片,而壳体1不会穿过钢网片。
本发明还提供了一种土体深部水平位移的自动监测装置施工方法,包括以下步骤:
S1:制造多个检测单元;各检测单元的制造过程为:
预备具有容置腔11的壳体1和密封塞3;壳体1上开设有与容置腔11连通的开口12,在容置腔11的内壁上设置有形变测量元件41,将形变测量元件41的通讯线缆穿过密封塞3,将密封塞3塞入开口12以密封开口12;
预备多根纵向的钢筋(图1中的连接件23)、第一止挡件21,以及位于第一止挡件21下方的第二止挡件22;将壳体1分别焊接到各钢筋上后,再分别将第一止挡件21和第二止挡件22分别连接到各钢筋上,第一止挡件21和第二止挡件22之间形成有供壳体1安装的安装空间24;且多根钢筋围在壳体1外侧;
S2:将相邻两个检测单元的钢筋分别对应焊接;
S3:将相邻两个检测单元的通讯线缆42通过接头421进行连接,并在接头421的外部设置密封壳43。
S4:重复S1~S3,直到最下面一个检测单元的壳体1到达钻孔底部;
S5:将最上方的监测单元的通讯线缆42与外部监测设备连接以进行实时监测。
如此,【1】将两端带有通讯线缆42接头421的电缆线嵌固在密封塞3中,将形变测量元件41设置在容置腔11内壁的凹槽13中,在壳体1(圆柱管状)的管壁处固定形变测量元件41,将形变测量元件41与测量电路61(用于收集/处理形变测量元件41的信号)通过导线连接。形变测量元件41通过上行防水接口和下行防水接口分别与所述壳体1(圆柱管状)两端的通讯线缆42连接,用密封塞3将壳体1(圆柱管状)两端(壳体1两端都设置有一个开口12,每个开口12内设置有密封塞3)密封;【2】将连接结构焊接在纵向钢筋上后,将纵向钢筋均匀包裹在壳体1(圆柱管状)周围,通过螺栓将钢网片安装在连接结构上,从而使得组合结构稳定;【3】将测量组件(整个自动检测装置)放入土体钻孔内,在钢网片下穿入长钢条,以临时卡住已进入钻孔的测量组件不继续进入钻孔;【4】使下一个测量组件竖立在上一个测量组件上(多个测量组件依次上下竖直排布),将相邻测量组件的纵向钢筋对应焊接;S5、上下两个壳体1(圆柱管状)的通讯线缆42接头421进行连接,对连接好的接头421外设置接头421密封壳43,以达到防水效果;S6、重复S3~S5,直至最下端的壳体1(圆柱管状)达到钻孔底部。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通计数人员来说,在不脱离本发明计数原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:包括具有容置腔的壳体、第一止挡件、位于所述第一止挡件下方的第二止挡件,以及连接件;所述壳体上开设有与所述容置腔连通的开口,所述开口内设置有用于密封所述开口的密封塞,所述容置腔的内壁上设置有形变测量元件,所述形变测量元件的通讯线缆穿过所述密封塞与外部监测设备通讯连接;所述第一止挡件和所述第二止挡件之间形成有安装空间,所述壳体安装于所述安装空间内,所述第一止挡件与所述第二止挡件之间通过所述连接件连接。
2.如权利要求1所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述壳体为圆柱管,所述容置腔为所述圆柱管的中空腔,所述形变测量元件设置在所述圆柱管的内壁上。
3.如权利要求2所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述开口的数量为两个,所述密封塞的数量为两个,两个所述开口分别设置在所述圆柱管的两端上,两个所述开口和两个所述密封塞一一对应。
4.如权利要求2所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述形变测量元件的数量为多个,多个所述形变测量元件绕所述壳体的周向布设。
5.如权利要求2所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述形变测量元件为沿所述壳体轴向方向延伸的应变片。
6.如权利要求5所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述壳体内壁上开设有凹槽,所述应变片设置在所述凹槽内。
7.如权利要求2所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述壳体在竖直方向延伸。
8.如权利要求1所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述通讯线缆的端部设置有接头,所述接头外部罩设有密封壳。
9.如权利要求1所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述第二止挡件底部设置有朝下的锥形件。
10.如权利要求1所述的土体深部水平位移的自动监测装置,其特征在于:所述连接件为钢筋,所述第一止挡件和所述第二止挡件分别为钢网片。
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