CN202230078U - 冻土冻胀融沉测量装置 - Google Patents

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王鹏
金方方
刘明亮
孙敏
蒋立浩
陈思宇
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Abstract

本实用新型揭示了一种冻土冻胀融沉测量装置，所述测量装置包括：纤维管、感应器、数据转换器、处理单元；所述纤维管内设有盐水，感应器通过浮漂连线与浮漂连接，浮漂的一部分进入盐水中；所述数据转换器分别与感应器、处理单元连接，将感应器的感应信号转换为数字信号发送给处理单元处理。本实用新型提出的冻土冻胀融沉测量装置，填补了冻胀融沉测量的空白，为冻土地区的工程施工提供更为详细的地质资料，减少冻害对建筑物地基的影响。

Description

冻土冻胀融沉测量装置
技术领域
本实用新型属于测量测试技术领域，涉及一种测量装置，尤其涉及一种冻土冻胀融沉测量装置。
背景技术
我国幅员辽阔，东西经度和南北经度跨度很大，具有很大的冻土地区，其分类主要有三类：多年冻土，季节性冻土和临时性冻土。多年冻土主要分布在青藏高原、东北大兴安岭一带，季节性冻土较为广阔，秦岭淮河以北的华北和西北地区多为季节性冻土区。临时性冻土主要出现在采用冻结法施工的工程中，例如地下铁道、越江隧道，煤矿凿井等等。
多年冻土地基对建筑物破坏的根本原因为融沉作用，季节性冻土地基对建筑物破坏的主要原因是冬季冻土所产生的冻胀作用，临时性冻土对周围建筑物地基的影响既有冻胀作用也有融沉作用，因为临时性冻土冻结温度较低引起的冻胀量较大，同时由于工程施工的工期较短，土融化后也就会产生较大的沉降量。伴随着我国加快推进西部大开发建设，青藏铁路的竣工标志着青藏高原的开发进入一个崭新的时期，同时在西北地区工程建设日趋频繁，尤其是公路和铁路建设，这些将直接面临着在多年冻土区和季节性冻土区的冻胀融沉问题，长江以南的地区是多雨区，土的含水量较高，在这些地区地下空间的开发也达到了空前的水平，人工地层冻结施工技术也就有了更加广泛的应用。
如何克服融沉和冻胀对建筑物地基的损害和准确测量冻胀融沉量具有重大的意义。使用冻胀性系数和融沉性系数虽然能够反映出冻土的物理性质，但不能够直观的让人们了解冻胀融沉对建筑物地基有多大的损害，并且某一地区的冻胀性系数和融沉性系数较为笼统，不能够因地制宜。
因此开发一种测量冻土冻胀融沉装置有十分重要的意义，能够很好的为冻土地区的工程施工提供很好的帮助。由于土的冻结会引起土体得膨胀，使土的体积增大，体积的增大也会导致冻土内部土压力的增大，因此可以通过测量土体内部的土压力来测量冻土因为冻胀引起的地面上升量。相反冻土融化是由于土体内部水分融化引起的，冰的融化使土体变得松散柔软进而土的体积减少土颗粒间的挤压也会相应的减弱，地面也会因为土体的融化而下沉，土体内部的土压力也会相应的减少，以此可以通过测量土压力来测量融沉量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种冻土冻胀融沉测量装置，可填补冻胀融沉测量的空白，为冻土地区的工程施工提供更为详细的地质资料，减少冻害对建筑物地基的影响。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种冻土冻胀融沉测量装置，所述测量装置包括：纤维管、感应器、数据转换器、处理单元；
所述纤维管内设有盐水，感应器通过浮漂连线与浮漂连接，浮漂的一部分进入盐水中；
所述数据转换器分别与感应器、处理单元连接，将感应器的感应信号转换为数字信号发送给处理单元处理。
作为本实用新型的一种优选方案，所述数据转换器通过导线与感应器连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述处理单元为计算机。
作为本实用新型的一种优选方案，所述数据转换器通过数据线与计算机连接。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的冻土冻胀融沉测量装置，填补了冻胀融沉测量的空白，为冻土地区的工程施工提供更为详细的地质资料，减少冻害对建筑物地基的影响。
附图说明
图1为本实用新型冻土冻胀融沉测量装置的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本实用新型揭示了一种冻土冻胀融沉测量装置，所述测量装置包括：纤维管1、感应器2、数据转换器4、计算机6(处理单元)。
所述纤维管1内设有盐水9，感应器2通过浮漂连线7与浮漂8连接，浮漂8的一部分进入盐水9中。
所述数据转换器4通过导线3与感应器2连接，数据转换器4通过数据线5与计算机6连接；数据转换器4将感应器2的感应信号转换为数字信号发送给计算机6处理。
本实用新型冻土冻胀融沉测量装置可以依次按照以下步骤进行：
(1)为了测量出该地区的土压力需要钻孔放置土压力测量器。土压力测量器为不透水的玻璃纤维管，直径为50mm，长度约为2m，在纤维管中注入盐水，因为盐水的凝固点在-30℃以下，所以在土冻结时盐水仍为液体状态，并且水只有在4℃时体积会发生变化而其他温度时体积不发生变化，因此盐水不会因为温度高低发生热胀冷缩影响最终的测量结果。同时之所以采用玻璃纤维管，是因为纤维管比较柔软且不透水，当土体膨胀时纤维管能够随之而变形。
(2)在纤维管中放置一浮漂，用直的连杆将浮漂和纤维管顶部的计量器相连。浮漂漂浮在盐水中，当盐水因为土的冻胀而上升时浮漂也会因为浮力而上升，所以浮漂对计量器的力会有所变化，计量器会因为力的变化而产生电信号，再将电信号转化为数字信号。
(3)将计量器和计算机连接好，计算机接受到数字信号后，将其输入到已经编好的程序中，计算出土体的膨胀量或者是缩减量。
综上所述，本实用新型提出的冻土冻胀融沉测量装置，填补了冻胀融沉测量的空白，为冻土地区的工程施工提供更为详细的地质资料，减少冻害对建筑物地基的影响。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种冻土冻胀融沉测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：纤维管、感应器、数据转换器、处理单元；
所述纤维管内设有盐水，感应器通过浮漂连线与浮漂连接，浮漂的一部分进入盐水中；
所述数据转换器分别与感应器、处理单元连接，将感应器的感应信号转换为数字信号发送给处理单元处理。
2.根据权利要求1所述的冻土冻胀融沉测量装置，其特征在于：
所述数据转换器通过导线与感应器连接。
3.根据权利要求1所述的冻土冻胀融沉测量装置，其特征在于：
所述处理单元为计算机。
4.根据权利要求2所述的冻土冻胀融沉测量装置，其特征在于：
所述数据转换器通过数据线与计算机连接。
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