一種地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，包括兩個(gè)固定端、分布式設(shè)置在兩固定端之間的固定測(cè)斜儀以及連接附件，所述兩個(gè)固定端之間還設(shè)有設(shè)置在地質(zhì)界面或荷載陡變分界處的位移計(jì)。本實(shí)用新型通過將固定測(cè)斜儀和位移計(jì)結(jié)合使用，形成連續(xù)分布式沉降監(jiān)測(cè)裝置，并將位移計(jì)設(shè)置于地質(zhì)界面或荷載陡變區(qū)域處，可以有效防止因地質(zhì)界面、荷載陡變等因素所帶來的個(gè)別點(diǎn)陡增降現(xiàn)象，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、更接近于真實(shí)情況。
【專利說明】一種地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地質(zhì)沉降變形監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]建筑物和地基的變形監(jiān)測(cè)主要是觀測(cè)水平位移和垂直位移，掌握變化規(guī)律，研究有無裂縫、滑坡、滑動(dòng)和傾覆的趨勢(shì)。變形監(jiān)測(cè)包括表面位移觀測(cè)和內(nèi)部位移觀測(cè)。常用的內(nèi)部位移觀測(cè)儀器有位移計(jì)、測(cè)縫計(jì)、傾斜儀、沉降儀、固定測(cè)斜儀、垂線坐標(biāo)儀、引張線儀、多點(diǎn)變位計(jì)和應(yīng)變計(jì)等。隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，安全監(jiān)測(cè)技術(shù)在水利水電、公路、鐵路、民航等領(lǐng)域也在不斷的完善和改進(jìn)。現(xiàn)階段，在涉及控制沉降的如水利的大壩、公路和鐵路的路基和民航機(jī)場(chǎng)地基等方面，一般采用單點(diǎn)式(沉降板、沉降環(huán))和分布式(固定測(cè)斜儀、沉降儀)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。
[0003]在土石壩沉降方面，水平固定測(cè)斜儀的應(yīng)用將成為今后發(fā)展趨勢(shì)之一，由水平固定測(cè)斜儀組成的沉降監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖參照附圖1，其包括:兩個(gè)位于兩端的固定端I和分別位于其內(nèi)部的錨固塊2、在固定端I之間分布式設(shè)置的水平固定測(cè)斜儀5、連接相鄰水平固定測(cè)斜儀5以及水平固定測(cè)斜儀5與錨固塊2的連接桿7及其保護(hù)管3、連接連接桿7和保護(hù)管3的連接桿接頭4和保護(hù)管接頭6、以及安裝于一側(cè)固定端I的深埋基準(zhǔn)點(diǎn)9和基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)管10。
[0004]該沉降監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)水平固定測(cè)斜儀觀測(cè)系統(tǒng)的工作原理是，以具有基準(zhǔn)點(diǎn)的固定端作為起算點(diǎn)進(jìn)行沉降累加計(jì)算，各水平固定測(cè)斜儀測(cè)到的沉降計(jì)算結(jié)果為相對(duì)于該固定端的相對(duì)沉降值，還需測(cè)得該固定端的絕對(duì)沉降值即可推算系統(tǒng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)絕對(duì)沉降量。但如遇到地質(zhì)界面、荷載陡變等影響，水平固定測(cè)斜儀得到的個(gè)別點(diǎn)的沉降量量值和變形趨勢(shì)均與實(shí)際情況有較大差異，該誤差值將隨著沉降累加計(jì)算一直保持在該點(diǎn)的所有絕對(duì)沉降量量值中，將使其最終結(jié)果出現(xiàn)失真現(xiàn)象。
[0005]由此可見，上述現(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種測(cè)量準(zhǔn)確性更高的新的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種測(cè)量準(zhǔn)確性更高的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，使其可有效地防止因地質(zhì)界面、荷載陡變等因素帶來的個(gè)別點(diǎn)陡增降現(xiàn)象，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更接近真實(shí)情況，從而克服現(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置的不足。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，包括兩個(gè)固定端、分布式設(shè)置在兩固定端之間的固定測(cè)斜儀以及連接附件，所述兩個(gè)固定端之間還設(shè)有設(shè)置于地質(zhì)界面或荷載陡變分界處的位移計(jì)。
[0008]所述每一地質(zhì)界面或荷載陡變分界處設(shè)置兩個(gè)位移計(jì)，其兩側(cè)連接附件上分別設(shè)有過渡端，兩個(gè)位移計(jì)交叉設(shè)置在兩側(cè)過渡端之間。
[0009]所述位移計(jì)的一端通過萬向節(jié)與一側(cè)過渡端連接，位移計(jì)的另一端通過連接桿和萬向節(jié)與另一側(cè)過渡端連接。
[0010]所述位移計(jì)外設(shè)置有位移計(jì)保護(hù)箱。
[0011]所述兩個(gè)固定端中至少一個(gè)埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并在基準(zhǔn)點(diǎn)周圍設(shè)置有基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)管。
[0012]所述連接附件包括連接固定端與固定測(cè)斜儀或位移計(jì)、相鄰固定測(cè)斜儀、固定測(cè)斜儀與位移計(jì)的連接桿，以及連接桿外帶導(dǎo)槽的保護(hù)管。
[0013]采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本實(shí)用新型地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置通過將水平固定測(cè)斜儀和位移計(jì)結(jié)合使用的方式，形成連續(xù)分布式沉降監(jiān)測(cè)裝置，并將位移計(jì)設(shè)置于地質(zhì)界面或荷載陡變區(qū)域處，既可以有效防止因地質(zhì)界面、荷載陡變等因素所帶來的個(gè)別點(diǎn)陡增降現(xiàn)象，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更接近真實(shí)情況，又可以進(jìn)一步檢驗(yàn)安裝在位移計(jì)臨近范圍內(nèi)的水平固定測(cè)斜儀的測(cè)量誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016]圖1是現(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型沉降監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是現(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)示意圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型沉降監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)示意圖；
[0020]圖5是圖3所示裝置得到的計(jì)算結(jié)果示意圖；
[0021]圖6是圖4所示裝置得到的計(jì)算結(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置是基于水平固定測(cè)斜儀和位移計(jì)結(jié)合使用的連續(xù)分布式沉降監(jiān)測(cè)裝置，將位移計(jì)設(shè)置于地質(zhì)界面或荷載陡變區(qū)域處，既可以有效防止因地質(zhì)界面、荷載陡變等因素所帶來的個(gè)別點(diǎn)陡增降現(xiàn)象，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更接近真實(shí)情況，又可以進(jìn)一步檢驗(yàn)安裝在位移計(jì)臨近范圍內(nèi)的水平固定測(cè)斜儀的測(cè)量誤差。
[0023]參照附圖2所示，本實(shí)用新型地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置包括:兩個(gè)固定端1、位于固定端I內(nèi)部的錨固塊2、分布式設(shè)置在兩個(gè)固定端I之間的固定測(cè)斜儀5和位移計(jì)14、分別設(shè)于位移計(jì)14兩側(cè)的過渡端11以及連接附件。
[0024]位移計(jì)14設(shè)置在地質(zhì)界面或荷載陡變區(qū)域處，且其外設(shè)置有位移計(jì)保護(hù)箱15。
[0025]為了校正處于地質(zhì)界面處的位移計(jì)的測(cè)量值，在每一地質(zhì)界面或荷載陡變分界處設(shè)置兩個(gè)位移計(jì)，兩個(gè)位移計(jì)交叉設(shè)置在其兩側(cè)過渡端之間，如一個(gè)位移計(jì)的一端通過萬向節(jié)12與一側(cè)過渡端11的上部連接，另一端通過位移計(jì)連接桿13和萬向節(jié)12與另一側(cè)過渡端11的下部連接，而另一個(gè)位移計(jì)與之交叉安裝。
[0026]另外，至少一側(cè)的固定端I上部設(shè)有深埋基準(zhǔn)點(diǎn)9和基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)管10。
[0027]連接附件包括連接固定端I與固定測(cè)斜儀5或過渡端11、相鄰固定測(cè)斜儀5、固定測(cè)斜儀5與過渡端11的連接桿7，和位于連接桿7外的帶導(dǎo)槽的保護(hù)管3，以及連接連接桿7和保護(hù)管3的連接桿接頭4和保護(hù)管接頭6。
[0028]附圖3是現(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)示意圖，在混凝土 20和雜填土 21的地質(zhì)上分布式設(shè)置水平固定測(cè)斜儀5及其連接附件?，F(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置是基于不同位置的水平固定測(cè)斜儀組成的分布式沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)計(jì)算結(jié)果如附圖5所示，a線為現(xiàn)有沉降監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的沉降量值趨勢(shì)線，b為實(shí)測(cè)的沉降曲線。
[0029]附圖4是本實(shí)用新型沉降監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)示意圖，在混凝土 20和雜填土 21的地質(zhì)界面處設(shè)置位移計(jì)14。參照附圖2和4所示，本實(shí)用新型沉降監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝埋設(shè)方法如下:
[0030]I)挖安裝該監(jiān)測(cè)裝置的埋設(shè)溝槽，截面尺寸以0.5m*0.5m為宜；
[0031]2)根據(jù)起始點(diǎn)、結(jié)尾點(diǎn)、地質(zhì)界面、荷載陡變區(qū)域安裝埋設(shè)固定端1、過渡端11，并安裝埋設(shè)預(yù)埋件(如保護(hù)管接頭、萬向節(jié)、保護(hù)箱預(yù)埋螺絲等)；
[0032]3)以一側(cè)固定端I為起始點(diǎn)，從該固定端I內(nèi)部的錨固塊2開始安裝固定測(cè)斜儀連接桿7，同時(shí)從固定端I開始安裝帶導(dǎo)槽的保護(hù)管3，逐漸加長(zhǎng)連接桿7和保護(hù)管3，并按2米間距在保護(hù)管3外底部布置固定架16，直至固定測(cè)斜儀5的位置；
[0033]4)安裝水平固定測(cè)斜儀5的傳感器時(shí)，使傳感器的放置位置和方向與所測(cè)沉降方向一致，并保證導(dǎo)輪方向整體一致，記錄固定測(cè)斜儀5的原始讀數(shù)；
[0034]5)從固定測(cè)斜儀5的位置繼續(xù)牽引連接桿7和帶導(dǎo)槽的保護(hù)管3，并仍按2米間距在保護(hù)管3外底部布置固定架16，直至連接下一段固定測(cè)斜儀5或過渡端11 ；
[0035]6)若需連接下一段固定測(cè)斜儀5，則重復(fù)步驟4)和5);若需連接過渡端11，則與過渡端11 一側(cè)的預(yù)埋件相連，然后連接位移計(jì)14 ；
[0036]7)安裝位移計(jì)14，先將位移計(jì)14的傳感器與過渡端11上部萬向節(jié)12連接，位移計(jì)14傳感器預(yù)拉10%左右后調(diào)整位移計(jì)連接桿13的長(zhǎng)度與另一過渡端下部萬向節(jié)12連接，同樣兩過渡端的另外兩個(gè)萬向節(jié)之間還可連接另一位移計(jì)，當(dāng)位移計(jì)安裝完畢后，安裝位移計(jì)保護(hù)箱15，回填土工織物，記錄位移計(jì)14的原始讀數(shù)和兩過渡端預(yù)埋件之間的幾何尺寸；
[0037]8)從另一過渡端預(yù)埋件開始，繼續(xù)牽引固定測(cè)斜儀連接桿7和帶導(dǎo)槽的保護(hù)管3，重復(fù)步驟3)、4)、5)、6)、7)步驟，直至另一側(cè)固定端1，與該固定端I 一側(cè)的預(yù)埋件相連；
[0038]9)從該固定端I上部預(yù)埋件連接深部基準(zhǔn)點(diǎn)9和基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)管10，直至達(dá)到測(cè)量高程。
[0039]本實(shí)用新型地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)方法為:
[0040]I)采用上述安裝埋設(shè)方法埋設(shè)地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置；
[0041]2)將上述沉降監(jiān)測(cè)裝置以位移計(jì)為分界點(diǎn)分段，記錄并計(jì)算各段內(nèi)各固定測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)沉降量，并記錄段間位移計(jì)的測(cè)量值；
[0042]計(jì)算各段內(nèi)各固定測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)沉降量方法是:以具有基準(zhǔn)點(diǎn)的固定端一側(cè)為起始方向，先計(jì)算各段內(nèi)固定測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于各段起點(diǎn)的相對(duì)沉降量，再通過各段間位移計(jì)的測(cè)量值計(jì)算各段起點(diǎn)相對(duì)于具有基準(zhǔn)點(diǎn)的固定端的相對(duì)沉降值，最后通過測(cè)得該固定端的絕對(duì)沉降值推算各段內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)沉降量；
[0043]3)最后，整合各段內(nèi)各固定測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)沉降量和各段間位移計(jì)的測(cè)量值，繪制該監(jiān)測(cè)地質(zhì)的實(shí)測(cè)沉降曲線。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述監(jiān)測(cè)方法和現(xiàn)場(chǎng)需要，分別了解個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)沉降值和絕對(duì)沉降值。
[0045]根據(jù)上述監(jiān)測(cè)方法，附圖4中沉降監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的計(jì)算結(jié)果如附圖6所示，a線為本實(shí)用新型沉降監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的沉降量值趨勢(shì)線，b為實(shí)測(cè)的沉降曲線，c為位移計(jì)量程趨勢(shì)線。
[0046]從附圖5和6的結(jié)果表明:現(xiàn)有的基于水平固定測(cè)斜儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在地質(zhì)界面附近存在測(cè)量值放大現(xiàn)象，而本實(shí)用新型基于水平固定測(cè)斜儀和位移計(jì)的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于結(jié)合了地質(zhì)界面或荷載陡變處位移計(jì)的測(cè)得值更符合實(shí)際情況。
[0047]隨著國(guó)家大型工程的興建，本實(shí)用新型基于固定測(cè)斜儀和位移計(jì)的連續(xù)分布式沉降監(jiān)測(cè)裝置可廣泛地應(yīng)用于水利水電、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)等領(lǐng)域，如高土石壩、寬大路基、站場(chǎng)地基等方面，也可應(yīng)用于均勻或不均勻的壩基(壩體)、路基(地基)等的沉降監(jiān)測(cè)和穩(wěn)定性分析。本實(shí)用新型能有效避免現(xiàn)有監(jiān)測(cè)裝置可能出現(xiàn)的個(gè)別點(diǎn)異常情況，更真實(shí)、更準(zhǔn)確地反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為校核設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。
[0048]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，包括兩個(gè)固定端、分布式設(shè)置在兩固定端之間的固定測(cè)斜儀以及連接附件，其特征在于，所述兩個(gè)固定端之間還設(shè)有設(shè)置于地質(zhì)界面或荷載陡變分界處的位移計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述每一地質(zhì)界面或荷載陡變分界處設(shè)置兩個(gè)位移計(jì)，其兩側(cè)連接附件上分別設(shè)有過渡端，兩個(gè)位移計(jì)交叉設(shè)置在兩側(cè)過渡端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述位移計(jì)的一端通過萬向節(jié)與一側(cè)過渡端連接，位移計(jì)的另一端通過連接桿和萬向節(jié)與另一側(cè)過渡端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述位移計(jì)外設(shè)置有位移計(jì)保護(hù)箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述兩個(gè)固定端中至少一個(gè)埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并在基準(zhǔn)點(diǎn)周圍設(shè)置有基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)沉降監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述連接附件包括連接固定端與固定測(cè)斜儀或位移計(jì)、相鄰固定測(cè)斜儀、固定測(cè)斜儀與位移計(jì)的連接桿，以及連接桿外帶導(dǎo)槽的保護(hù)管。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK204154307SQ201420681899
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】汪小剛, 姜龍, 孫建會(huì), 賀虎, 朱趙輝, 王萬順, 熊成林, 武學(xué)毅, 田振華 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院, 北京中水科工程總公司