CN220013611U - 一种岩溶路基塌陷监测预警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种岩溶路基塌陷监测预警装置，其包括N条间隔设置于填方工程底部的岩溶地基面上的拉绳受力结构，N为正整数；每个所述拉绳受力结构的下方间隔设有竖直埋设在表层地基中的M个固定结构，所述固定结构顶部与其对应的拉绳受力结构固定连接，M为正整数；在相邻固定结构之间的拉绳受力结构段上设置有受力传感器，所述受力传感器的信号输出端连接至一报警模块的信号输入端。本岩溶路基塌陷监测预警装置在拉绳受力结构上间隔设置固定结构和受力传感器，形成分段的受力监测单元，能快速监测到岩溶路基是否塌陷；具有成本低、耐久性好、安装方便、施工技术要求低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程领域，具体涉及一种岩溶路基塌陷监测预警装置。
背景技术
岩溶地质在我国分布广泛，由于岩溶的不确定性，岩溶地基的加固处理十分困难，即使进行了岩溶地基注浆加固处理，也有小范围岩溶塌陷的情况发生，并且注浆加固处理后的地基由于地下水环境的改变，难以避免长期地下水作用下形成新的岩溶通道，从而可能重新形成新的岩溶塌陷区。正是由于岩溶塌陷存在的位置不确定、时间不确定、规模不确定，给工程建设带来了极大的困难，对岩溶区存在的这一系列问题，如何做好岩溶塌陷的监测与预警具有重要意义，传统的岩溶监测技术手段有光栅光纤监测、物位计监测等，这些监测方法成本高、易损坏、监测元器件使用寿命短，无法满足岩溶区塌陷监测预警的长时、广域、低成本需求。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种低成本，耐久性好的岩溶路基塌陷监测预警装置。
为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种岩溶路基塌陷监测预警装置，包括N条间隔设置于填方工程底部的岩溶地基面上的拉绳受力结构，N为正整数；
每个所述拉绳受力结构的下方间隔设有竖直埋设在表层地基中的M个固定结构，所述固定结构顶部与其对应的拉绳受力结构固定连接，M为正整数；
在相邻固定结构之间的拉绳受力结构段上设置有受力传感器，所述受力传感器的信号输出端连接至一报警模块的信号输入端。
本岩溶路基塌陷监测预警装置在拉绳受力结构上间隔设置固定结构和受力传感器，形成分段的受力监测单元，能快速监测到岩溶路基是否塌陷；具有成本低、耐久性好、安装方便、施工技术要求低的优点。
优选的，所述拉绳受力结构呈排或呈回螺旋线排列。
进一步的，所述报警模块有P个，P为正整数，且间隔设置于道路外侧。
进一步的，每个受力传感器仅与一个报警模块连接。
进一步的，所述报警模块包括控制器、Q个比较器和Q个报警器，Q为正整数；所述受力传感器与比较器一一对应连接，所述受力传感器的信号输出端连接与其对应的比较器的正相端，该比较器的反相端连接所述控制器的压力阈值输出端，所述比较器输出端与报警器输入端一一对应连接。
进一步的，还包括监控终端，所述报警模块与监控终端通信连接。
优选的，所述拉绳受力结构为柔性拉绳。
优选的，所述固定结构为钢钎或钢筋混凝土棒结构。
本实用新型的有益效果是：当岩溶地基塌陷发生时，拉绳受力结构在上覆填土荷载作用下受力增大，受力传感器采集到该受力，当受力传感器的受力超过压力阈值时，报警模块报警并显示哪个受力传感器发生异常；固定结构使拉绳受力结构分成多个受力监测区段，当某个区段岩溶塌陷时，该区段的拉绳受力结构向两端把力传递给固定结构，固定结构固定在稳定地基中，对拉绳受力结构提供稳定力，并避免了拉绳受力结构把力传递至非岩溶塌陷区段，从而利于报警模块确定岩溶塌陷位置。该实用新型结构具有低成本、高耐久性、方便安装、低施工技术要求、便于运营管理、能准确定位岩溶塌陷位置、环保和利于推广等特点。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型的断面示意图；
图2是本实用新型的平面示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种岩溶路基塌陷监测预警装置的实施例。该实施例中，岩溶路基塌陷监测预警装置包括有N条拉绳受力结构1、M个固定结构2，还包括有受力传感器3和报警模块4，N，M为正整数。
其中，这N条拉绳受力结构1间隔设置于填方工程底部的岩溶地基面上，拉绳受力结构1可以呈排设置，也可以呈回螺旋线排列设置，采用具有较高强度的柔性拉绳作为拉绳受力结构1，如钢绞线、铜丝绞线等，拉力承载能力5-10kN，设置间距3-5m；在每个拉绳受力结构1的下方间隔设置固定结构2，每介固定结构2均竖直埋设在表层地基中，且每个固定结构2顶部与其对应的拉绳受力结构1固定连接，固定结构2可采用钢钎或钢筋混凝土棒结构，埋入地基中的深度不小于50cm，相邻固定结构2之间的拉绳受力结构1处于拉紧状态，固定结构2纵向设置间距8-15m；受力传感器3设置在相邻固定结构2之间的拉绳受力结构1段上，可采用精度要求相对较低的长寿命受力传感器3，尺寸可以较大，即可满足岩溶塌陷引起的瞬时较大受力变化，如弹簧受力传感器3等；受力传感器3的信号输出端连接至报警模块4的信号输入端。每个受力传感器3可仅与一个报警模块4连接，也可同时连接多个报警模块4。当岩溶地基塌陷发生时，拉绳受力结构1在上覆填方体5荷载作用下受力增大，受力传感器3采集到该受力，当受力传感器3的受力超过压力阈值时，报警模块4报警并显示哪个受力传感器3发生异常，报警模块4设置间距可为50-100m。
本实施例中，固定结构2使拉绳受力结构1分成多个受力监测区段，当某个区段岩溶塌陷时，该区段的拉绳受力结构1向两端把力传递给固定结构2，固定结构2固定在稳定地基中，对拉绳受力结构1提供稳定力，并避免了拉绳受力结构1把力传递至非岩溶塌陷区段，从而利于报警模块4确定岩溶塌陷位置。
本实施例中，报警模块4可以有P个，P为正整数，且间隔设置于道路外侧，每个报警模块4可连接一个或多个受力传感器3。具体的，本实施例中，报警模块4包括控制器、Q个比较器和Q个报警器；受力传感器3与比较器一一对应连接，受力传感器3的信号输出端连接与其对应的比较器的正相端，该比较器的反相端连接控制器的压力阈值输出端，比较器输出端与报警器输入端一一对应连接。控制器采用现有的单片机芯片即可，如51单片机，stm32系列也可。
当受力传感器3所采集的受力超过压力阈值时，其对应的比较器输出高电平给到报警器，该报警器发出警报，由于受力传感器3与比较器一一对应连接，且比较器与报警器也一一对应连接，因此可指示出具体是哪一个受力传感器3的受力超出了受力阈值，从而定位到岩溶地基塌陷的具体位置。
本实施例中还可设置监控终端，报警模块4与监控终端通信连接，监控人员可在监控终端中监控或查看报警模块4的报警情况。监控终端可以是电脑、智能手机等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，包括N条间隔设置于填方工程底部的岩溶地基面上的拉绳受力结构(1)，N为正整数；
每个所述拉绳受力结构(1)的下方间隔设有竖直埋设在表层地基中的M个固定结构(2)，所述固定结构(2)顶部与其对应的拉绳受力结构(1)固定连接，M为正整数；
在相邻固定结构(2)之间的拉绳受力结构(1)段上设置有受力传感器(3)，所述受力传感器(3)的信号输出端连接至一报警模块(4)的信号输入端。
2.根据权利要求1的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，所述拉绳受力结构(1)呈排或呈回螺旋线排列。
3.根据权利要求1的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，所述报警模块(4)有P个，P为正整数，且间隔设置于道路外侧。
4.根据权利要求1的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，每个受力传感器(3)仅与一个报警模块(4)连接。
5.根据权利要求1的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，所述报警模块(4)包括控制器、Q个比较器和Q个报警器，Q为正整数；所述受力传感器(3)与比较器一一对应连接，所述受力传感器(3)的信号输出端连接与其对应的比较器的正相端，该比较器的反相端连接所述控制器的压力阈值输出端，所述比较器输出端与报警器输入端一一对应连接。
6.根据权利要求5的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，还包括监控终端，所述报警模块(4)与监控终端通信连接。
7.根据权利要求1的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，所述拉绳受力结构(1)为柔性拉绳。
8.根据权利要求1的岩溶路基塌陷监测预警装置，其特征在于，所述固定结构(2)为钢钎或钢筋混凝土棒结构。
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