本發(fā)明涉及道路施工，特別涉及一種用于淤泥質(zhì)黏土軟路基的脫水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、淤泥質(zhì)黏土軟路基是采用由高含水量的黏土和粉狀物質(zhì)組成的土壤施工建造而成的路基，其常見于沿?；蚩拷础竦氐牡貐^(qū)。由于其具有高含水量的特點，淤泥質(zhì)黏土軟路基的抗剪切力較差、荷載力較小，可能存在多發(fā)持續(xù)性沉降的現(xiàn)象。當受到較大荷載或雨天時，路面發(fā)生變形，導致路面不平整，甚至可能出現(xiàn)臺階或者塌陷。

2、真空預壓法作為一種有效的軟土地基加固技術(shù)，通過在土體中設置排水通道，并在地表鋪設砂墊層和密封膜，利用真空泵抽取密封膜下的空氣，形成負壓，加速孔隙水的排出，從而提高土體的固結(jié)速度和強度。

3、然而，現(xiàn)有的真空預壓法在施工過程中，對于土體的監(jiān)測和控制還不夠精細，特別是在不同深度和不同區(qū)域的土體性質(zhì)存在差異時，難以實現(xiàn)精確的加固效果。因此，需要一種更加精細和智能的脫水系統(tǒng)，能夠根據(jù)土體的實時狀況調(diào)整預壓參數(shù)，以提高加固效果和施工效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種用于淤泥質(zhì)黏土軟路基的脫水系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的現(xiàn)有真空預壓法在施工過程中，對于土體的監(jiān)測和控制還不夠精細，特別是在不同深度和不同區(qū)域的土體性質(zhì)存在差異時，難以實現(xiàn)精確加固效果的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種用于淤泥質(zhì)黏土軟路基的脫水系統(tǒng)，包括：

3、真空預壓部，其包括：排水通道、砂墊層、密封膜與真空泵；所述排水通道設置有若干條并且均豎向插入待脫水路基的內(nèi)部，所述砂墊層鋪設在待脫水路基的上表面，所述密封膜覆蓋于所述砂墊層的上表面，所述排水通道頂部的一端插入至所述砂墊層，所述真空泵穿過所述密封膜并且與所述密封膜的膜下連通，所述真空泵用于向所述密封膜的膜下提供負壓條件；

4、數(shù)據(jù)采集單元，其包括：土壤水分傳感器、壓力傳感器、力傳感器；

5、所述土壤水分傳感器沿所述排水通道依次安裝在不同深度的待脫水路基中并用于實時監(jiān)測土壤的含水量變化，所述壓力傳感器安裝在所述排水通道底部的一端，所述力傳感器設置在所述排水通道頂部的一端，所述力傳感器基于靜力觸探試驗檢測不同深度下的錐尖阻力與側(cè)壁摩擦力；

6、監(jiān)測控制單元，其包括：處理模塊與報警模塊；

7、所述處理模塊將待脫水路基以每一個所述排水通道為中心，根據(jù)錐尖阻力與側(cè)壁摩擦力劃分為若干矩形區(qū)，根據(jù)矩形區(qū)邊長確定負壓值；

8、獲取不同深度下所述土壤水分傳感器的含水量qa，根據(jù)每個所述矩形區(qū)相同含水量時不同的深度對每個所述矩形區(qū)的負壓值進行修正；

9、所述報警模塊與所述處理模塊電連接，所述報警模塊用于當收到所述處理模塊的警報指令后發(fā)出警報。

10、進一步的，根據(jù)錐尖阻力與側(cè)壁摩擦力劃分為若干矩形區(qū)，包括：

11、所述處理模塊獲取待脫水路基的孔隙度tp；

12、通過靜力觸探試驗的參數(shù)確定待脫水路基的相對密度d，并根據(jù)所述孔隙度tp、相對密度d及其對應深度h計算路基硬度評估值s；

13、所述處理模塊將所述路基硬度評估值s與預先設定的第一路基硬度評估值s1、第二路基硬度評估值s2、第三路基硬度評估值s3、第四路基硬度評估值s4和第五路基硬度評估值s5進行比對，確定矩形區(qū)邊長a，其中，s1＜s2＜s3＜s4＜s5。

14、進一步的，所述相對密度d的計算方法為：

15、所述處理模塊獲取力傳感器檢測到的錐尖阻力n與側(cè)壁阻力f，并且通過下式計算待脫水路基的所述相對密度d：

16、；

17、所述路基硬度評估值滿足以下關(guān)系：

18、；

19、其中，c為經(jīng)驗常數(shù)。

20、進一步的，所述處理模塊將所述路基硬度評估值s與預先設定的第一路基硬度評估值s1、第二路基硬度評估值s2、第三路基硬度評估值s3、第四路基硬度評估值s4和第五路基硬度評估值s5進行比對，確定矩形區(qū)邊長a，包括：

21、所述處理模塊預先設定有一級邊長值a1、二級邊長值a2、三級邊長值a3、四級邊長值a4和五級邊長值a5，且a1＜a2＜a3＜a4＜a5；

22、當路基硬度評估值s小于等于第二路基硬度評估值s2且大于第一路基硬度評估值s1時，選取五級邊長值a5作為矩形區(qū)邊長a；

23、當路基硬度評估值s小于等于第三路基硬度評估值s3且大于第二路基硬度評估值s2時，選取四級邊長值a4作為矩形區(qū)邊長a；

24、當路基硬度評估值s小于等于第四路基硬度評估值s4且大于第三路基硬度評估值s3時，選取三級邊長值a3作為矩形區(qū)邊長a；

25、當路基硬度評估值s小于等于第五路基硬度評估值s5且大于第四路基硬度評估值s4時，選取二級邊長值a2作為矩形區(qū)邊長a；

26、路基硬度評估值s大于第五路基硬度評估值s5時，選取一級邊長值a1作為矩形區(qū)邊長a。

27、進一步的，根據(jù)矩形區(qū)邊長確定負壓值具體為：

28、所述處理模塊將預先設定有第一負壓值p1、第二負壓值p2、第三負壓值p3、第四負壓值p4和第五負壓值p5進行比對，根據(jù)矩形區(qū)邊長a確定負壓值p，其中，p1＜p2＜p3＜p4＜p5；

29、當a為一級邊長值a1時，設定負壓值為第一負壓值p1；

30、當a為二級邊長值a2時，設定負壓值為第二負壓值p2；

31、當a為三級邊長值a3時，設定負壓值為第三負壓值p3；

32、當a為四級邊長值a4時，設定負壓值為第四負壓值p4；

33、當a為五級邊長值a5時，設定負壓值為第五負壓值p5。

34、進一步的，所述獲取不同深度下所述土壤水分傳感器的含水量qa，根據(jù)每個所述矩形區(qū)相同含水量時不同的深度對每個所述矩形區(qū)的負壓值進行修正；

35、預先設定相同含水量n時第一深度h1、第二深度h2、第三深度h3、第四深度h4和第五深度h5；根據(jù)深度不同來對負壓值進行修正；

36、預先設定第一修正系數(shù)x1、第二修正系數(shù)x2、第三修正系數(shù)x3、第四修正系數(shù)x4和第五修正系數(shù)x5，0.8＜x1＜x2＜x3＜x4＜x5＜1.1；

37、當深度h小于等于第二深度h2且大于第一深度h1時，選取五級修正系數(shù)x5作為修正系數(shù)，此時負壓值為pi*x5；

38、當深度h小于等于第三深度h3且大于第二深度h2時，選取四級修正系數(shù)x4作為修正系數(shù),此時負壓值為pi*x4；

39、當深度h小于等于第四深度h4且大于第三深度h3時，選取三級修正系數(shù)x3作為修正系數(shù),此時負壓值為pi*x3；

40、當深度h小于等于第五深度h5且大于第四深度h4時，選取二級修正系數(shù)x2作為修正系數(shù),此時負壓值為pi*x2；

41、深度h大于第五深度h5時，選取一級修正系數(shù)x1作為修正系數(shù),此時負壓值為pi*x1;

42、pi中i=1、2、3、4、5，表示負壓值等級。

43、進一步的，所述排水通道為袋裝砂井或塑料排水帶。

44、進一步的，所述密封膜為pvc膜。

45、進一步的，所述砂墊層的厚度范圍為30厘米到50厘米。

46、進一步的，所述砂墊層的原料砂子粒徑低于4.75毫米。

47、綜上，本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：

48、1、本發(fā)明中，通過設置排水通道、砂墊層、密封膜與真空泵，以及數(shù)據(jù)采集單元和監(jiān)測控制單元，實現(xiàn)了對軟路基脫水的實時監(jiān)測和精確控制。

49、2、本發(fā)明中，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集單元能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤的含水量變化、錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力，為監(jiān)測控制單元提供精確的數(shù)據(jù)支持；監(jiān)測控制單元中的處理模塊能夠根據(jù)錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力將路基劃分為若干矩形區(qū)域，并根據(jù)每個區(qū)域的土壤性質(zhì)和含水量，確定合適的負壓值，這樣的分區(qū)處理能夠針對不同區(qū)域的特性調(diào)整脫水策略，優(yōu)化加固效果；此外，系統(tǒng)還設置了報警模塊，當監(jiān)測到異常情況時，能夠及時發(fā)出警報，確保施工安全；通過這種精細化的監(jiān)測和控制，本發(fā)明的脫水系統(tǒng)不僅提高了加固效果，還縮短了施工周期，降低了成本，減少了對周邊環(huán)境的影響，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。