[發(fā)明專利]高等級(jí)公路軟基光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010295052.8
• 申請(qǐng)日: 2010-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102012225A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎劍華;張鴻;周院芳;劉優(yōu)平;陳曉芳;熊茂東;萬(wàn)寶發(fā);曠小林;羅昌泰;袁源平;胡明清;蔣衛(wèi)東;陳書權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黎劍華;張鴻;周院芳
• 主分類號(hào): G01C5/00
• 分類號(hào): G01C5/00;G01L11/02;G01K11/32
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高等級(jí)公路軟基施工監(jiān)測(cè)信息的處理和傳送方法，具體的說(shuō)是一種利用光纖傳感器監(jiān)測(cè)公路軟基的方法和系統(tǒng)。

技術(shù)背景

軟土地基的形變和穩(wěn)定是軟基筑路工程的兩個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題，也是軟基處理的主題。它們與土的應(yīng)力、應(yīng)變以及施工時(shí)加荷速率有著密切的關(guān)系。為了確保路基在施工過(guò)程中的安全穩(wěn)定及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)工后沉降，應(yīng)在工程全線選定具有代表性的特殊斷面和一般斷面進(jìn)行軟基監(jiān)測(cè)，定量測(cè)定地基的應(yīng)力和應(yīng)變系數(shù)，以便動(dòng)態(tài)地控制加載速率，監(jiān)控并指導(dǎo)全線路堤填筑的施工，并為控制各類土層的固結(jié)狀況和有效固結(jié)深度積累資料。因此對(duì)軟基進(jìn)行監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)必不可少的關(guān)鍵性工作。

我國(guó)高速公路軟基監(jiān)測(cè)當(dāng)前主要采用埋入式沉降標(biāo)、測(cè)斜儀、孔隙水壓計(jì)等手段，這些方法自動(dòng)化程度及儀器可靠性低、數(shù)據(jù)不及時(shí)、測(cè)量精度低，影響軟基監(jiān)測(cè)的效果和工后沉降的預(yù)測(cè)，不利于信息化施工。

因此本發(fā)明采用智能光纖光柵傳感技術(shù)，對(duì)智能光纖在線監(jiān)測(cè)高等級(jí)公路深厚軟基的機(jī)理進(jìn)行分析和試驗(yàn)研究，建立光纖傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的新型軟基在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)軟基處理過(guò)程中孔壓消散、沉降變形、水位、溫度變化情況及土體排水固結(jié)等發(fā)展變化過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)軟基施工及工后監(jiān)測(cè)過(guò)程的智能化和信息化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高等級(jí)公路軟基光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)讀取施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到包括路基沉降、水壓力以及溫度等各種監(jiān)控參數(shù)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)及監(jiān)控參數(shù)以用戶圖形界面的方式顯示給各監(jiān)理單位、監(jiān)控單位和業(yè)主，各參建單位可在任何時(shí)候?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)歷史情況進(jìn)行查詢，及時(shí)掌握最新的軟基監(jiān)控信息；利用檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成項(xiàng)目所需的各種報(bào)表、圖形；同時(shí)，通過(guò)對(duì)監(jiān)控參數(shù)的分析和查詢，及時(shí)了解施工進(jìn)展情況，保證工程整體質(zhì)量。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種高等級(jí)公路軟基光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括軟基光纖實(shí)時(shí)參數(shù)監(jiān)測(cè)、沉降計(jì)算和報(bào)警以及參數(shù)配置，供用戶對(duì)公路軟基狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)參數(shù)監(jiān)測(cè)讀取光纖檢測(cè)數(shù)據(jù)存放的文件；沉降計(jì)算和報(bào)警是利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)計(jì)算得到包括路基沉降、水壓力以及溫度等監(jiān)控參數(shù)，將計(jì)算結(jié)果返回給用戶圖形界面顯示，并對(duì)路基沉降結(jié)果進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)沉降報(bào)警；參數(shù)配置可以更改和保存各監(jiān)控參數(shù)計(jì)算表達(dá)式中的各項(xiàng)參數(shù)，便于根據(jù)不同施工情況對(duì)各監(jiān)控參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行校正。所述傳感器為沉降光纖光柵傳感器。所述埋設(shè)在軟基中的傳感器采集數(shù)據(jù)的頻率為250個(gè)/秒。

本發(fā)明中，光纖檢測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存放于指定存儲(chǔ)文件中，供用戶進(jìn)行讀取和查詢。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后返回到用戶圖形界面的操作結(jié)果可以是各種數(shù)值、圖形和曲線。本發(fā)明由Visual?C++6.0開(kāi)發(fā)。

本法明還提供一種高等級(jí)公路軟基光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法，通過(guò)光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)某一處沉降量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的步驟包括：

在測(cè)量地點(diǎn)埋設(shè)具有沉降傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器的傳感器組；

讀取該沉降傳感器的初始值C_沉降；

讀取該溫度補(bǔ)償傳感器的初始值C_{溫度補(bǔ)償}；

在測(cè)量時(shí)刻讀取沉降傳感器的實(shí)時(shí)值X_沉降；

在測(cè)量時(shí)刻讀取溫度補(bǔ)償傳感器的實(shí)時(shí)值X_{溫度補(bǔ)償}；

該傳感器組的自身標(biāo)定值W_傳感器組通過(guò)下式計(jì)算得到所述地點(diǎn)的沉降量S_沉降量：

S_沉降量＝W_傳感器組[(X_沉降-C_沉降)-(X_{溫度補(bǔ)償}-C_{溫度補(bǔ)償})]。

其中，光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)某一處沉降量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的步驟包括：

在測(cè)量地點(diǎn)埋設(shè)具有一個(gè)以上i個(gè)沉降傳感器和與其相對(duì)應(yīng)的同樣數(shù)量的i個(gè)溫度補(bǔ)償傳感器的傳感器組；

讀取每個(gè)沉降傳感器的初始值C_i沉降；

讀取每個(gè)溫度補(bǔ)償傳感器的初始值C_{i溫度補(bǔ)償}；

在測(cè)量時(shí)刻讀取每個(gè)沉降傳感器的實(shí)時(shí)值X_i沉降；

在測(cè)量時(shí)刻讀取每個(gè)溫度補(bǔ)償傳感器的實(shí)時(shí)值X_{i溫度補(bǔ)償}；