CN218765244U - 一种高边坡坡顶沉降监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高边坡坡顶沉降监测装置，属于地质沉降监测技术领域，其特征在于，包括固定在坡顶地面上的空心腔体，在所述空心腔体内设置有内充氢气的浮球，所述浮球的外壁与空心腔体的内壁不接触；在所述空心腔体的侧壁开设有通气孔；在所述空心腔体的顶部开设有滑道孔；刻度尺自上而下穿过滑道孔后与浮球固定连接；所述浮球和刻度尺的重力之和等于空心腔体内空气的浮力，所述空心腔体包括固定在坡顶地面上的底板，在所述底板的上表面固定有保护罩和挡风罩，所述保护罩上开设有通气孔，所述挡风罩套在保护罩外。通过采用上述技术方案，本实用新型能够方便地对边坡的沉降进行快速准确的监测。
Description
技术领域
本实用新型属于地质沉降监测技术领域，尤其是涉及一种高边坡坡顶沉降监测装置。
背景技术
公路或铁路等线性工程有时需要开挖路堑，并在路堑两侧形成高边坡。为确保安全，在施工期和运营期，需对高边坡的坡顶沉降进行监测，确保边坡未发生变形，处于稳定状态。对于高边坡坡顶的沉降观测，受地形条件限制，无法应用水准仪高程观测方法，目前常用的方法是在坡顶设置发光对中标，采用全站仪在坡底进行观测，由于全站仪测量方法需要每次进行仪器对中，并测量仪器高度，由此产生的误差很大。此外，近些年也采用在坡顶设置卫星信号采集装置，通过GPS或北斗系统根据卫星定位观测，但卫星定位在水平方向上精度较高，在关系沉降的竖直方向上精度较差，很难满足规范要求。
实用新型内容
针对以上的技术缺陷，本实用新型提供了一种高边坡坡顶沉降监测装置，能够方便地对边坡的沉降进行快速准确的监测。
为实现上述技术目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种高边坡坡顶沉降监测装置，包括固定在坡顶地面上的空心腔体，在所述空心腔体内设置有内充氢气的浮球，所述浮球的外壁与空心腔体的内壁不接触；在所述空心腔体的侧壁开设有通气孔；在所述空心腔体的顶部开设有滑道孔；刻度尺自上而下穿过滑道孔后与浮球固定连接；所述浮球和刻度尺的重力之和等于空心腔体内空气的浮力。
优选地：所述刻度尺的外壁与滑道孔的内壁不接触。
优选地：所述刻度尺的外壁与滑道孔的内壁之间设置有润滑剂。
优选地：所述空心腔体包括固定在坡顶地面上的底板，在所述底板的上表面固定有保护罩，所述保护罩上开设有通气孔。
优选地：所述保护罩为圆桶状结构。
优选地：还包括圆筒状的挡风罩，所述挡风罩的内径大于保护罩的外径，所述保护罩位于挡风罩内。
优选地：所述挡风罩由透明材质制成。
本实用新型具有的优点和技术效果是：
本实用新型通过在保护罩内设置内充氢气的浮球，将浮球和刻度尺固定为一体，令浮球和刻度尺的重力之和等于所受空心腔体内空气的浮力，则根据浮力原理，浮球位置将不发生变化，浮球顶部的刻度尺从保护罩顶部的开口伸出保护罩外。当高边坡坡顶发生沉降时，保护罩随坡顶一同沉降，但装置保护罩内的浮球受空气浮力恒定，位置不发生变化，浮球上的刻度尺也保持固定，则刻度尺在保护罩外伸出外露的尺寸将发生变化，通过每次测量保护罩外刻度尺外露数值的变化，即可计算出高边坡坡顶沉降。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；
图2是本实用新型优选实施例的俯视图；
图中：1、刻度尺；2、浮球；3、保护罩；4、滑道孔；5、通气孔；6、底板；7、螺栓；8、挡风罩；9、坡顶地面。
具体实施方式
为了使本实用新型的上述目的、设计的控制系及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1至图2，一种高边坡坡顶沉降监测装置，包括：
固定在坡顶地面9上的空心腔体，在所述空心腔体内设置有充氢气的浮球2，所述浮球2的外壁与空心腔体的内壁不接触；在所述空心腔体的侧壁开设有通气孔5；在所述空心腔体的顶部开设有滑道孔4；在本优选实施例中：所述空心腔体包括固定在坡顶地面8上的底板6，在所述底板6的上表面固定有保护罩3，所述保护罩3上开设有通气孔5；
刻度尺1，所述刻度尺1自上而下穿过滑道孔4后与浮球2固定连接；所述浮球2和刻度尺1的重力之和等于空心腔体内空气的浮力。
为了减小刻度尺和保护罩之间的摩擦力，所述刻度尺1的外壁与滑道孔4的内壁不接触；
或者，所述刻度尺1的外壁与滑道孔4的内壁之间设置有润滑剂。
所述保护罩3为圆桶状结构。
为了避免外部风场对空腔内空气的扰乱，还包括圆筒状的挡风罩8，所述挡风罩的内径大于保护罩3的外径，所述保护罩3位于挡风罩8内。
所述挡风罩由透明材质制成。
工作原理：
氢气的密度为0.0899kg/m3，空气的密度为1.2900kg/m3，氢气的密度只有空气的1/14，当有物体内充填氢气时，物体受到的重力有可能小于物体的浮力，使充填氢气的物体浮升于空气中，当物体的重力等于受到的浮力时，物体将悬浮于空气中。本申请基于气体浮力原理，
浮球和刻度尺受到的浮力，F浮＝ρ空g V球+ρ空g V尺 (1)
浮球和刻度尺受到的重力，G＝m球g+m尺g+ρ氢g V球 (2)
当F浮＝G时，在不受外力作用时，浮球和刻度尺可以悬浮于空气中。
令ρ空g V球+ρ空g V尺＝m球g+m尺g+ρ氢g V球 (3)
即可得到使浮球和刻度尺悬浮于空气中的浮球体积
V球＝(m球g+m尺g-ρ空g V尺)/(ρ空-ρ氢) (4)
式中：
F浮—浮球和刻度尺受到的浮力(kN)；
ρ空—空气的密度(kg/m3)；
g—重力加速度(N/kg)；
V球—浮球的体积(m3)；
V尺—刻度尺的体积(m3)；
G—浮球和刻度尺受到的重力(kN)；
m球—浮球的质量(kg)；
m尺—刻度尺的质量(kg)；
ρ氢—氢气的密度(kg/m3)。
本申请基于浮力原理，根据式(4)制作充氢气浮球，使浮球所受浮力与浮球和其顶部刻度尺所受的重力平衡，浮球悬浮于空气中且位置不发生变化。当高边坡坡顶发生沉降时，保护罩随坡顶一起沉降，但保护罩内的浮球受空气浮力恒定，位置不发生变化，浮球上的刻度尺也保持固定，则刻度尺在保护罩外伸出外露的尺寸将发生变化，通过每次测量保护罩外刻度尺外露数值的变化，即可计算出高边坡坡顶的沉降。本装置测量时，只需读取伸出保护罩外刻度尺的数据，测量简便，精度高、效率高。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于，包括固定在坡顶地面(9)上的空心腔体，在所述空心腔体内设置有内充氢气的浮球(2)，所述浮球(2)的外壁与空心腔体的内壁不接触；在所述空心腔体的侧壁开设有通气孔(5)；在所述空心腔体的顶部开设有滑道孔(4)；刻度尺(1)自上而下穿过滑道孔(4)后与浮球(2)固定连接；所述浮球(2)和刻度尺(1)的重力之和等于空心腔体内空气的浮力。
2.根据权利要求1所述的高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于：所述刻度尺(1)的外壁与滑道孔(4)的内壁不接触。
3.根据权利要求2所述的高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于：所述刻度尺(1)的外壁与滑道孔(4)的内壁之间设置有润滑剂。
4.根据权利要求1所述的高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于：所述空心腔体包括固定在坡顶地面(9)上的底板(6)，在所述底板(6)的上表面固定有保护罩(3)，所述保护罩(3)上开设有通气孔(5)。
5.根据权利要求4所述的高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于：所述保护罩(3)为圆桶状结构。
6.根据权利要求5所述的高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于：还包括圆筒状的挡风罩(8)，所述挡风罩的内径大于保护罩(3)的外径，所述保护罩(3)位于挡风罩(8)内。
7.根据权利要求6所述的高边坡坡顶沉降监测装置，其特征在于：所述挡风罩(8)由透明材质制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222917811.0U CN218765244U (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种高边坡坡顶沉降监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222917811.0U CN218765244U (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种高边坡坡顶沉降监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218765244U true CN218765244U (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85644578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202222917811.0U Active CN218765244U (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种高边坡坡顶沉降监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218765244U (zh) |
-
2022
- 2022-10-31 CN CN202222917811.0U patent/CN218765244U/zh active Active
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