一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，包括豎承力載纖柱、外緣通管和傳感光纖，所述豎承力載纖柱兩邊分別設(shè)有左承力橫梁和右承力橫梁，所述外緣通管套在豎承力載纖柱上，豎承力載纖柱頂端設(shè)有第二過渡圓端，底端設(shè)有元件承載體，左承力橫梁和右承力橫梁兩端分布設(shè)有第一過渡圓端和第三過渡圓端，在左承力橫梁和右承力橫梁下方均設(shè)有載纖圓環(huán)，載纖圓環(huán)通過轉(zhuǎn)軸固定在連接柱上，連接柱安裝在左承力橫梁和右承力橫梁上，第二過渡圓端上方設(shè)有集纖盒。本實用新型提供一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，將堤壩滲流性態(tài)監(jiān)測技術(shù)向著智能化、數(shù)字化、集成化和小型化的趨勢發(fā)展，為堤壩滲流性態(tài)實時健康監(jiān)測提供了重要的保障。
【專利說明】
一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，屬于水工程健康監(jiān)測與檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國筑堤歷史悠久，據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有堤防累計達29.41萬km，全國約有一半的人口、1/3的耕地和70%的財產(chǎn)在堤防的保護范圍，但是受到人力、財力、技術(shù)等多方面限制，加之很多堤防運行年代久遠、管理養(yǎng)護不當，我國的堤防工程存在著較為突出的工程隱患，堤防的安全與否直接關(guān)系保護區(qū)內(nèi)的千百萬人民生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟建設(shè)成果，因而了解掌握堤防結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)異機制規(guī)律，實現(xiàn)堤防動態(tài)安全動態(tài)預(yù)判與實時監(jiān)控，對保障堤防的安全運行，提升科學管理，減少災(zāi)后損失有著十分重要的意義。
[0003]堤防工程是一項規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外部荷載多變的系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)的研究多基于經(jīng)典的數(shù)學和力學理論發(fā)展得到，多以定性、靜態(tài)的角度分析堤防結(jié)構(gòu)的安全特性，忽視了內(nèi)部參數(shù)的變異性及動態(tài)性對堤防結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的長效性影響，另外研究過程中常將堤防與土石壩視作同一結(jié)構(gòu)，忽視二者的差異性，難免對堤防特性研究與監(jiān)控管理產(chǎn)生一定的偏差。
[0004]然而，滲流破壞和邊坡失穩(wěn)破壞是堤防工程占比最高的結(jié)構(gòu)破壞形式，因而其破壞機理也一直是國內(nèi)外研究的重點，要實現(xiàn)對堤壩變形機理的特性研究與安全監(jiān)控管理的分析，那首先需要研發(fā)先進的監(jiān)測技術(shù)，而常規(guī)的堤壩滲流性態(tài)監(jiān)測手段過于陳舊，且極其容易受到外界電磁和潮濕等復(fù)雜環(huán)境的干擾，其監(jiān)測低精度、抗干擾能力差，尤其在待測結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)形式不規(guī)則、需要長時間監(jiān)測等情況下，常規(guī)監(jiān)測手段嚴重缺乏工程適用性，急需要研發(fā)一類可適應(yīng)多復(fù)雜環(huán)境、可完成長時間工作高精度運行的滲流性態(tài)監(jiān)測技術(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]實用新型目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，將堤壩滲流性態(tài)監(jiān)測技術(shù)向著智能化、數(shù)字化、集成化和小型化的趨勢發(fā)展，可實現(xiàn)時間與空間上橫向與縱向的定量與定性評估，為堤壩滲流性態(tài)實時健康監(jiān)測提供了重要的保障。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，包括豎承力載纖柱、外緣通管和傳感光纖，所述豎承力載纖柱兩邊分別設(shè)有左承力橫梁和右承力橫梁，所述外緣通管套在豎承力載纖柱上，豎承力載纖柱頂端設(shè)有第二過渡圓端，底端設(shè)有元件承載體，左承力橫梁和右承力橫梁兩端分布設(shè)有第一過渡圓端和第三過渡圓端，在左承力橫梁和右承力橫梁下方均設(shè)有載纖圓環(huán)，載纖圓環(huán)通過轉(zhuǎn)軸固定在連接柱上，連接柱安裝在左承力橫梁和右承力橫梁上，第二過渡圓端上方設(shè)有集纖盒，集纖盒內(nèi)的傳感光纖穿過外緣通管與含有測溫裝置的元件承載體連接，然后以S型布設(shè)在豎承力載纖柱內(nèi)，然后依次繞過第二過渡圓端、第一過渡圓端后穿過左承力橫梁和右承力橫梁下方的載纖圓環(huán)，從第三過渡圓端引出。
[0007]作為優(yōu)選，所述左承力橫梁和右承力橫梁沿豎承力載纖柱的中心對稱分布，左承力橫梁和右承力橫梁與豎承力載纖柱垂直銜接。
[0008]作為優(yōu)選，所述外緣通管底端為尖角形，外緣通管底端的縱截面為梯形狀，外緣通管底端的底面厚度大于其它側(cè)面的厚度。
[0009]有益效果:本實用新型的堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，其結(jié)構(gòu)完整，流程化和自動化強，大大增加了堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置與待測結(jié)構(gòu)體協(xié)同性，通過搭建豎承力載纖柱，將豎纖S形的堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，并針對堤壩結(jié)構(gòu)形式，融合電磁學、力學等原理，可實現(xiàn)時間與空間上橫向與縱向的定量與定性評估，大大提高了滲流性態(tài)時空監(jiān)測范圍，極好地滿足了實際動態(tài)診斷的需求，極大保證了該技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用和推廣能力。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實用新型的一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，包括豎承力載纖柱
120、外緣通管117和傳感光纖116，所述豎承力載纖柱120兩邊分別設(shè)有左承力橫梁102和右承力橫梁121，所述外緣通管117套在豎承力載纖柱120上，豎承力載纖柱120頂端設(shè)有第二過渡圓端114，底端設(shè)有元件承載體119，左承力橫梁102和右承力橫梁121兩端分布設(shè)有第一過渡圓端111和第三過渡圓端122，在左承力橫梁102和右承力橫梁121下方均設(shè)有載纖圓環(huán)106，載纖圓環(huán)106通過轉(zhuǎn)軸105固定在連接柱104上，連接柱104安裝在左承力橫梁102和右承力橫梁121上，第二過渡圓端114上方設(shè)有集纖盒115，集纖盒115內(nèi)的傳感光纖116穿過外緣通管117與含有測溫裝置的元件承載體119連接，然后以S型布設(shè)在豎承力載纖柱120內(nèi)，然后依次繞過第二過渡圓端114、第一過渡圓端111后穿過左承力橫梁102和右承力橫梁121下方的載纖圓環(huán)106，從第三過渡圓端122引出。
[0012]在本實用新型中，所述左承力橫梁102和右承力橫梁121沿豎承力載纖柱120的中心對稱分布，左承力橫梁102和右承力橫梁121與豎承力載纖柱120垂直銜接。所述外緣通管117底端為尖角形，外緣通管117底端的縱截面為梯形狀，外緣通管117底端的底面厚度大于其它側(cè)面的厚度。
[0013]—種如上述的基于分布式傳感光纖116的堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0014](I)構(gòu)建及配備橫向載連模塊、豎向框體模塊、裝配模塊
[0015]首先備制一根GYTA53+33型普通傳感光纖116，并通過集纖盒115將6￥了々53+33型普通傳感光纖116引至外緣通管117中，后連接到尖突底端118處的元件承載體119中，通過迷你型光纖測溫裝置后，將GYTA53+33型普通傳感光纖116引至第二過渡圓端114處，通過第一過渡圓端111的過渡作用，將GYTA53+33型普通傳感光纖116通過載纖圓環(huán)106，從第三過渡圓端122引出；
[0016](2)確定堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置的安裝個數(shù)及位置并進行安裝
[0017]基于該黃河堤防待測段中重點待監(jiān)測區(qū)域的面積，初步確定堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置的個數(shù)為2個，按照串聯(lián)的方式將2個堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置依次連接；
[0018](3)初次進行運行與調(diào)試
[0019]在空載情況下，運行堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，且記錄迷你型光纖測溫裝置的數(shù)值，并基于GYTA53+33型普通傳感光纖116的出廠時的參數(shù)對當前使用的傳感光纖116進行標定，且記錄初始時的傳感光纖116各延程上的光信息數(shù)值；
[0020](4)基于傳感光纖116溫度變化來監(jiān)測與動態(tài)評價堤壩滲流性狀
[0021]黃河堤防待測段中的滲流水體在通過待測區(qū)的多孔介質(zhì)后，會直接作用到傳感光纖116上，由于傳感光纖116與周圍介質(zhì)之間已經(jīng)存在較長的熱量交換，其溫度數(shù)值與周圍介質(zhì)之間會達到一個相對平衡的狀態(tài)，滲流水體到達傳感光纖116周圍或者與傳感光纖116直接接觸時，會將原來傳感光纖116與周圍介質(zhì)之間形成的具有穩(wěn)定溫度的熱源體系打破，從而會形成一種新的較低熱量或者更低熱量的平衡體系，該種內(nèi)部能量呈現(xiàn)階梯變化的平衡體系所體現(xiàn)出的宏觀現(xiàn)象即為溫度數(shù)值的變化，同一時間不同位置處和不同時間同一位置處的傳感光纖116溫度數(shù)值會存在較大差別，為此繪制該待測區(qū)域內(nèi)整個時間段不同位置處的傳感光纖116溫度變化圖，在變化圖中可以極為清楚的確定溫度波動的位置及數(shù)值，從而實現(xiàn)定量與定性地評估本黃河堤防待測段上的時空滲流性態(tài)。
[0022]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，其特征在于:包括豎承力載纖柱、外緣通管和傳感光纖，所述豎承力載纖柱兩邊分別設(shè)有左承力橫梁和右承力橫梁，所述外緣通管套在豎承力載纖柱上，豎承力載纖柱頂端設(shè)有第二過渡圓端，底端設(shè)有元件承載體，左承力橫梁和右承力橫梁兩端分布設(shè)有第一過渡圓端和第三過渡圓端，在左承力橫梁和右承力橫梁下方均設(shè)有載纖圓環(huán)，載纖圓環(huán)通過轉(zhuǎn)軸固定在連接柱上，連接柱安裝在左承力橫梁和右承力橫梁上，第二過渡圓端上方設(shè)有集纖盒，集纖盒內(nèi)的傳感光纖穿過外緣通管與含有測溫裝置的元件承載體連接，然后以S型布設(shè)在豎承力載纖柱內(nèi)，然后依次繞過第二過渡圓端、第一過渡圓端后穿過左承力橫梁和右承力橫梁下方的載纖圓環(huán)，從第三過渡圓端引出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，其特征在于:所述左承力橫梁和右承力橫梁沿豎承力載纖柱的中心對稱分布，左承力橫梁和右承力橫梁與豎承力載纖柱垂直銜接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堤壩滲流性狀時空監(jiān)控裝置，其特征在于:所述外緣通管底端為尖角形，外緣通管底端的縱截面為梯形狀，外緣通管底端的底面厚度大于其它側(cè)面的厚度。
【文檔編號】G01L1/24GK205642693SQ201620418358
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】蘇懷智, 楊孟, 顧昊, 黃瀟霏, 陳波, 李皓, 楊勇
【申請人】河海大學