CN220249353U - 一种土体沉降位移的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土体沉降位移的测量装置，该装置包括磁环、支撑连接机构以及抓地机构。所述磁环通过支撑连接机构与抓地机构相连接。抓地机构上设置有压固机构，通过压固机构带动抓地机构随土体在竖直方向上进行移动。本实用新型通过设置抓地机构以及与抓地机构配套的压固机构，在提高测量装置抓地力的同时，大大提高了装置随土体同步位移的灵动性，有效保证了测量装置检测的精度及准确性；还具有结构简单，安装拆卸快捷，结构轻巧，便于携带，对环境适应性强，测量精度高，设备投入成本低，可无损回收二次使用，使用寿命长等优点。

Description

一种土体沉降位移的测量装置

技术领域

本实用新型涉及土体沉降测量设备，具体涉及一种土体沉降位移的测量装置，属于土体沉降测量技术领域。

背景技术

随着我国交通运输网络的逐步完善，各种复杂而大型的高速公路日益增多，高速公路路基的兴建，改变了地面原有的状态，这就必然会引起路基及周围地层的变形。为了保证高速公路的正常使用寿命和使用过程中的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，路基深部位移沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡、路基监测等均要通过测量装置进行沉降观测。

然而现有的测量装置在使用时，由于测量装置的抓地力不足，后续随着压路机在土地上行驶，土地会随之发生变形，继而测量装置会随着土地的变形而被向上挤出，不能够跟随着土地同步进行沉降，会极大影响测量精度。如专利公开号为CN116295256A的专利公开了一种全自动深层土体沉降测量装置，其通过丝杠转动实现检测滑块在丝杠之间进行移动，霍尔元件记录的转动圈数，即为滑块移动的螺纹间距数量，根据螺纹间距及转动圈数可以计算出检测滑块移动的距离。另外，通过缩小螺纹间距和增加强磁元件数量可以实现测量精度的控制。通过数据采集控制板控制，实现高精度、全自动的数据监测。但是当土体发生变形时，由于其仅仅是简单的埋设在土体中，抓地力不足，存在测量装置被向上挤出的可能。

现有技术中沉降位移检测装置的固定均仅通过钢筋或直管直接插入土中，固定装置的轴线完全与土体沉降的方向、外部给力方向（例如压路机）相同，当土体发生沉降或者土体受到外部作用力时，整个土体沉降监测检测装置极易与土体发生相对位移，从而影响土体沉降监测装置的固定安全性；由于土体沉降检测装置与土体发生在竖直方向上的位移，也影响了土体沉降装置检测的准确性。

实用新型内容

针对现有技术中，现有测量装置抓地力不足、与土体同步位移精度差等问题，本实用新型提供了一种土体沉降位移的测量装置，该装置通过设置抓地机构以及与抓地机构配套的压固机构，在提高测量装置抓地力的同时，大大提高了装置随土体同步位移的灵动性，有效保证了测量装置检测的精度及准确性。

为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案具体如下所述：

一种土体沉降位移的测量装置，该装置包括磁环、支撑连接机构以及抓地机构。所述磁环为中心开设有环孔的柱体状结构，并且该磁环通过支撑连接机构与抓地机构相连接。所述抓地机构上还设置有压固机构，通过压固机构带动抓地机构随土体在竖直方向上进行移动。

作为优选，所述支撑连接机构为支撑杆或支撑板。所述支撑连接机构的上端与磁环的侧壁固定连接，其下端与抓地机构铰接。所述支撑连接机构自上而下的轴线与竖直方向之间形成锐角夹角。

作为优选，所述支撑连接机构为伸缩式支撑杆。在磁环的圆周方向上均匀设置有至少两根伸缩式支撑杆，每根伸缩式支撑杆的下端均独立铰接有一抓地机构和压固机构。

作为优选，所述抓地机构包括空心矩体、销盖以及销孔。支撑连接机构的下端与空心矩体的外壁铰接。所述空心矩体的底端设置有上宽下尖的销锥。空心矩体的顶端为敞口式设计并安装有销盖，并且在销盖的中心处开设有与空心矩体内腔相连通的竖向通孔。所述空心矩体的两对侧壁的宽度不相等，并且在其宽度较长的一对侧壁上均开设有沿该侧壁宽度方向延伸的销孔。

作为优选，所述抓地机构还包括有连接块。所述连接块为套接在空心矩体外壁上的板状结构。在连接块朝向磁环一侧的端部设置有第一铰接轴管，在支撑连接机构的底端设置有与第一铰接轴管配套的第二铰接轴管，第一铰接轴管与第二铰接轴管之间通过铰轴和螺母连接在一起后形成铰接结构。

作为优选，所述压固机构包括转轴和横向加固销。所述横向加固销设置在转轴上，并且所述转轴连同横向加固销均安置在空心矩体的内腔中。转轴的上端向上穿过销盖上的竖向通孔后延伸至外界。所述横向加固销的长度与转轴的半径之和小于销孔总长度的一半且大于空心矩体最小厚度的一半，使得横向加固销随转轴旋转后能够通过销孔伸出至空心矩体内腔的外部。

作为优选，所述横向加固销为柱状或板状结构，并且横向加固销在转轴上成对对称设置。

作为优选，所述横向加固销为菱柱状结构，并且其两组菱边角分别朝向其水平方向和竖直方向。

作为优选，在空心矩体宽度较长的一对侧壁上自上而下呈对称式开设有多对销孔。在转轴上自上而下设置有多对与多对所述销孔相对应的横向加固销。

作为优选，在转轴的顶端还开设有多边形扭动内孔，通过多边形扭动内孔调节转轴的旋转，进而带动横向加固销经由销孔实现在空心矩体内腔中的进出。

在本实用新型中，针对现有技术中土体沉降测量装置抓地力不足、受土体变形影响测量精度以及后续拆取检修不便捷等问题，本实用新型通过增设抓地机构及与其配套的压固机构，一方面可以实现提高测量装置在放置使用时的抓地力，提高测量装置的稳定性，另一方面，通过可调节的压固机构进一步提高测量装置的抓地力，同时还提高测量装置随土体变形产生位移的同步性，有效保证了测量结果的准确性，此外，由于压固机构的可调节性，便于后续需要移动或回收测量装置时能够实现快速拆除，且不影响测量装置结构的完整性，无需更换零部件即能够再次使用。

在本实用新型中，磁环通过支撑连接机构与抓地机构相连接，该支撑连接机构为朝外（远离磁环的一侧）倾斜向下延伸设置的支撑杆或支撑板，并且支撑连接机构的下端与抓地机构之间进行铰接，即磁环通过多个支撑连接机构作位支架与土体进行固定，提高了磁环的稳定性，同时，支撑连接机构与抓地机构进行活动式的铰接，提高了测量装置对各种不同底面的适应性。具体为通过设置第一铰接轴管、第二铰接轴管、铰轴和螺母，可以实现对抓地机构（主要是与连接块之间）的角度进行调节，在对连接块进行角度调节时，螺母处于松动状态，将连接块调节至与土地接触面相平行时，再拧紧螺母，从而对调节后的角度进行固定，当测量装置根据土地地形具体放置时，调节后的连接块能够平行与土地接触面，以免连接块与土地接触面之间存在夹角，导致连接块不能充分接触土地，进而会极大影响抓地机构在安装后的抓地力。

在本实用新型中，抓地机构包括空心矩体、销盖、销孔以及销锥，空心矩体的设置是为了便于在其内腔中安装压固机构并带动压固机构嵌插入至土体中，同时通过设置在空心矩体较宽的侧壁上的销孔实现横向加固销的横向切出，并通过横向切出的横向加固销提高抓地机构与土体之间的结合强度，进而提高测量装置安装的稳固性，并提高测量装置随土体变形位移的能动性。销锥设置在空心矩体底端能够提高其破土下行的能力，销盖盖合在空心矩体上端敞口处，可以防止土体砂石等进入空心矩体的内腔中进而影响横向加固销的切出和切入。

在本实用新型中，还在空心矩体外壁上部套设有板状的连接块，连接块整体呈水平设置，空心矩体通过连接块与支撑连接机构铰接，连接块的设置，一方面可以辅助实现空心矩体的整体以平行底面的方式插入土体中，另一方面能够为支撑连接机构提供一定的支撑力，提高支撑连接机构支撑的稳定性。

在本实用新型中，横向加固销为柱状或板状结构，优选为菱柱状结构，并且其两组菱边角（即菱柱两个相邻的侧壁之间形成的夹角）分别朝向其水平方向和竖直方向。其中，其朝向竖直方向的两个菱边角（一般为大于90°的钝角）大于其朝向水平方向的两个菱边角（一般为小于90°的锐角），其朝向水平方向的两个菱边角相对较小，能够减小其在横向旋转破土时的阻力。

在本实用新型中，支撑连接机构为伸缩式支撑杆（例如折叠雨伞的伸缩伞杆结构或其他现有技术中公开的伸缩杆结构均可），通过伸缩式支撑杆可以进一步提高测量装置对表面凹凸不平的土体（例如边坡）的适应性。

在本实用新型中，在转轴的顶端还开设有多边形扭动内孔（例如六角内孔），通过将相应的多角扳手插入多边形扭动内孔内进而调节转轴的旋转（旋转角度的大小可以通过额外的标记或刻度进行标识，本实用新型的旋转角度一般为±90°即可）。

在本实用新型中，所述测量装置在使用时，磁环通过支撑连接机构与抓地结构相连接，然后将抓地机构中的空心矩体钉销扎入土地中，进而初步提高装置整体的抓地力，随后转动转轴，转动的转轴将带动横向加固销横向切出销孔后切入土地内，进而进一步提高装置整体的抓地力，后续当压土机经过时，由于抓地力的极大提高，可极大降低测量装置不能够跟随着土地同步进行沉降，反而会被挤出的可能性，以免影响测量精度。而需要将测量装置拆除或转移时，通过反向扭动转轴，将横向加固销回收至空心矩体内，进而便于通过向上拔出空心矩体，进而实现测量装置与土体的分离。

与现有技术相比较，本实用新型的有益技术效果如下：

1、本实用新型的测量装置通过设置抓地机构以及与抓地机构配套的压固机构，在提高测量装置抓地力的同时，大大提高了装置随土体同步位移的灵动性，有效保证了测量装置检测的精度及准确性。

2、本实用新型提供的土体沉降位移的测量装置，在固定装置时，通过空心矩体插入土体中，然后通过旋转转轴，转轴带动已经插入土体内的横向加固销转动，横向加固销垂直于空心矩体的方向，横向加固销的上、下、左、右表面均与土体接触，而且土体直接作用在整个横向加固销上。横向加固销受到的力垂直于土体沉降方向和外部作用的压力，从而使得整个测量装置与土体保持相对静止，在土体沉降或受到外部作用力时，整个测量装置与土体同步移动，进而保证了土体沉降检测的准确性。

3、本实用新型提供的土体沉降位移的测量装置中，通过空心矩体竖向作用与土体中，通过横向加固销横向作用于土体中，实现装置通过十字形固定机构固定在土体中，整个十字形固定机构均完全位于土体中，保证了整个测量装置固定的牢靠性。

4、本实用新型测量装置结构简单，安装拆卸快捷，结构轻巧，便于携带，对环境适应性强，测量精度高，设备投入成本低，可无损回收二次使用，使用寿命长，具备良好的推广和实用价值。

附图说明

图1为本实用新型所述装置的整体结构示意图。

图2为图1中A处的放大结构示意图。

图3为图2中沿B处虚线水平切割空心矩体后的俯视结构示意图。

图4为本实用新型横向加固销在转轴上的分布示意图。

附图标记：1：磁环；2：支撑连接机构；201：第二铰接轴管；202：铰轴；203：螺母；3：抓地机构；301：空心矩体；302：销盖；303：销孔；304：销锥；305：连接块；306：第一铰接轴管；4：压固机构；401：转轴；402：横向加固销；403：多边形扭动内孔。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行举例说明，本实用新型请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

一种土体沉降位移的测量装置，该装置包括磁环1、支撑连接机构2以及抓地机构3。所述磁环1为中心开设有环孔的柱体状结构，并且该磁环1通过支撑连接机构2与抓地机构3相连接。所述抓地机构3上还设置有压固机构4，通过压固机构4带动抓地机构3随土体在竖直方向上进行移动。

作为优选，所述支撑连接机构2为支撑杆或支撑板。所述支撑连接机构2的上端与磁环1的侧壁固定连接，其下端与抓地机构3铰接。所述支撑连接机构2自上而下的轴线与竖直方向之间形成锐角夹角。

作为优选，所述支撑连接机构2为伸缩式支撑杆。在磁环1的圆周方向上均匀设置有至少两根伸缩式支撑杆，每根伸缩式支撑杆的下端均独立铰接有一抓地机构3和压固机构4。

作为优选，所述抓地机构3包括空心矩体301、销盖302以及销孔303。支撑连接机构2的下端与空心矩体301的外壁铰接。所述空心矩体301的底端设置有上宽下尖的销锥304。空心矩体301的顶端为敞口式设计并安装有销盖302，并且在销盖302的中心处开设有与空心矩体301内腔相连通的竖向通孔。所述空心矩体301的两对侧壁的宽度不相等，并且在其宽度较长的一对侧壁上均开设有沿该侧壁宽度方向延伸的销孔303。

作为优选，所述抓地机构3还包括有连接块305。所述连接块305为套接在空心矩体301外壁上的板状结构。在连接块305朝向磁环1一侧的端部设置有第一铰接轴管306，在支撑连接机构2的底端设置有与第一铰接轴管306配套的第二铰接轴管201，第一铰接轴管306与第二铰接轴管201之间通过铰轴202和螺母203连接在一起后形成铰接结构。

作为优选，所述压固机构4包括转轴401和横向加固销402。所述横向加固销402设置在转轴401上，并且所述转轴401连同横向加固销402均安置在空心矩体301的内腔中。转轴401的上端向上穿过销盖302上的竖向通孔后延伸至外界。所述横向加固销402的长度与转轴401的半径之和小于销孔303总长度的一半且大于空心矩体301最小厚度的一半，使得横向加固销402随转轴401旋转后能够通过销孔303伸出至空心矩体301内腔的外部。

作为优选，所述横向加固销402为柱状或板状结构，并且横向加固销402在转轴401上成对对称设置。

作为优选，所述横向加固销402为菱柱状结构，并且其两组菱边角分别朝向其水平方向和竖直方向。

作为优选，在空心矩体301宽度较长的一对侧壁上自上而下呈对称式开设有多对销孔303。在转轴401上自上而下设置有多对与多对所述销孔303相对应的横向加固销402。

作为优选，在转轴401的顶端还开设有多边形扭动内孔403，通过多边形扭动内孔403调节转轴401的旋转，进而带动横向加固销402经由销孔303实现在空心矩体301内腔中的进出。

实施例1

如图1-4所示，一种土体沉降位移的测量装置，该装置包括磁环1、支撑连接机构2以及抓地机构3。所述磁环1为中心开设有环孔的柱体状结构，并且该磁环1通过支撑连接机构2与抓地机构3相连接。所述抓地机构3上还设置有压固机构4，通过压固机构4带动抓地机构3随土体在竖直方向上进行移动。

实施例2

重复实施例1，只是所述支撑连接机构2为支撑杆。所述支撑连接机构2的上端与磁环1的侧壁固定连接，其下端与抓地机构3铰接。所述支撑连接机构2自上而下的轴线与竖直方向之间形成45°的夹角。

实施例3

重复实施例2，只是所述支撑连接机构2为伸缩式支撑杆。在磁环1的圆周方向上均匀设置有三根伸缩式支撑杆，每根伸缩式支撑杆的下端均独立铰接有一抓地机构3和压固机构4。

实施例4

重复实施例3，只是所述抓地机构3包括空心矩体301、销盖302以及销孔303。支撑连接机构2的下端与空心矩体301的外壁铰接。所述空心矩体301的底端设置有上宽下尖的销锥304。空心矩体301的顶端为敞口式设计并安装有销盖302，并且在销盖302的中心处开设有与空心矩体301内腔相连通的竖向通孔。所述空心矩体301的两对侧壁的宽度不相等，并且在其宽度较长的一对侧壁上均开设有沿该侧壁宽度方向延伸的销孔303。

实施例5

重复实施例4，只是所述抓地机构3还包括有连接块305。所述连接块305为套接在空心矩体301外壁上的板状结构。在连接块305朝向磁环1一侧的端部设置有第一铰接轴管306，在支撑连接机构2的底端设置有与第一铰接轴管306配套的第二铰接轴管201，第一铰接轴管306与第二铰接轴管201之间通过铰轴202和螺母203连接在一起后形成铰接结构。

实施例6

重复实施例5，只是所述压固机构4包括转轴401和横向加固销402。所述横向加固销402设置在转轴401上，并且所述转轴401连同横向加固销402均安置在空心矩体301的内腔中。转轴401的上端向上穿过销盖302上的竖向通孔后延伸至外界。所述横向加固销402的长度与转轴401的半径之和小于销孔303总长度的一半且大于空心矩体301最小厚度的一半，使得横向加固销402随转轴401旋转后能够通过销孔303伸出至空心矩体301内腔的外部。

实施例7

重复实施例6，只是所述横向加固销402为柱状结构，并且横向加固销402在转轴401上成对对称设置。

实施例8

重复实施例7，只是所述横向加固销402为菱柱状结构，并且其两组菱边角分别朝向其水平方向和竖直方向。

实施例9

重复实施例8，只是在空心矩体301宽度较长的一对侧壁上自上而下呈对称式开设有两对销孔303。在转轴401上自上而下设置有两对与两对所述销孔303相对应的横向加固销402。

实施例10

重复实施例9，只是在转轴401的顶端还开设有多边形扭动内孔403，通过多边形扭动内孔403调节转轴401的旋转，进而带动横向加固销402经由销孔303实现在空心矩体301内腔中的进出。

Claims (10)

1.一种土体沉降位移的测量装置，其特征在于：该装置包括磁环（1）、支撑连接机构（2）以及抓地机构（3）；所述磁环（1）为中心开设有环孔的柱体状结构，并且该磁环（1）通过支撑连接机构（2）与抓地机构（3）相连接；所述抓地机构（3）上还设置有压固机构（4），通过压固机构（4）带动抓地机构（3）随土体在竖直方向上进行移动；

所述支撑连接机构（2）为支撑杆或支撑板；所述支撑连接机构（2）的上端与磁环（1）的侧壁固定连接；所述抓地机构（3）包括空心矩体（301）、销盖（302）以及销孔（303）；支撑连接机构（2）的下端与空心矩体（301）的外壁铰接；空心矩体（301）的顶端为敞口式设计并安装有销盖（302）；所述空心矩体（301）的两对侧壁的宽度不相等，并且在其宽度较长的一对侧壁上均开设有沿该侧壁宽度方向延伸的销孔（303）；所述压固机构（4）包括转轴（401）和横向加固销（402）；所述横向加固销（402）设置在转轴（401）上，并且所述转轴（401）连同横向加固销（402）均安置在空心矩体（301）的内腔中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支撑连接机构（2）自上而下的轴线与竖直方向之间形成锐角夹角。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述支撑连接机构（2）为伸缩式支撑杆；在磁环（1）的圆周方向上均匀设置有至少两根伸缩式支撑杆，每根伸缩式支撑杆的下端均独立铰接有一抓地机构（3）和压固机构（4）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：所述空心矩体（301）的底端设置有上宽下尖的销锥（304）；在销盖（302）的中心处开设有与空心矩体（301）内腔相连通的竖向通孔。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述抓地机构（3）还包括有连接块（305）；所述连接块（305）为套接在空心矩体（301）外壁上的板状结构；在连接块（305）朝向磁环（1）一侧的端部设置有第一铰接轴管（306），在支撑连接机构（2）的底端设置有与第一铰接轴管（306）配套的第二铰接轴管（201），第一铰接轴管（306）与第二铰接轴管（201）之间通过铰轴（202）和螺母（203）连接在一起后形成铰接结构。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：转轴（401）的上端向上穿过销盖（302）上的竖向通孔后延伸至外界；所述横向加固销（402）的长度与转轴（401）的半径之和小于销孔（303）总长度的一半且大于空心矩体（301）最小厚度的一半，使得横向加固销（402）随转轴（401）旋转后能够通过销孔（303）伸出至空心矩体（301）内腔的外部。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述横向加固销（402）为柱状或板状结构，并且横向加固销（402）在转轴（401）上成对对称设置。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述横向加固销（402）为菱柱状结构，并且其两组菱边角分别朝向其水平方向和竖直方向。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于：在空心矩体（301）宽度较长的一对侧壁上自上而下呈对称式开设有多对销孔（303）；在转轴（401）上自上而下设置有多对与多对所述销孔（303）相对应的横向加固销（402）。

10.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于：在转轴（401）的顶端还开设有多边形扭动内孔（403），通过多边形扭动内孔（403）调节转轴（401）的旋转，进而带动横向加固销（402）经由销孔（303）实现在空心矩体（301）内腔中的进出。