[實用新型]一種路基沉降監測系統

有效

• 申請號: 201320368562.2
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN203298763U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李季宏;盧春房;雷曉雨;楊明雨;崔維孝;吳劍鋒;黃健;佟海寧;郭磊;李曙光;葉鵬;劉東;王曉東;黃建川;張秋月
• 申請（專利權）人: 鐵道第三勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

技術領域

本實用新型涉及地基沉降監測技術，尤其是涉及寒冷地區的路基沉降監測系統。

背景技術

路基沉降監測是鐵路和公路工程技術的重要內容，關系到鐵路運行和公路運輸的正常開展和安全保護。目前，路基分層沉降監測一般采用單點沉降計，將單點沉降計固定在待測土體深度范圍內，人工或者自動采集壓縮層沉降數據，通過對數據進一步處理得出待測深度土體的沉降值。

圖1顯示現有技術的單點沉降計，由沉降板1、電感式位移傳感器2、伸縮節3、測桿4、護管5和錨頭6構成，錨頭6的上方連接帶有護管5的測桿4，測桿4通過伸縮節3連接電感式位移傳感器2，電感式位移傳感器2固定在沉降板1的下側。測量時，單點沉降計固定在路基待測土體深度范圍內，錨頭6設置在相對不動點的下層，沉降板1設置在待測土體上層。錨頭6與沉降板1之間土體的沉降變形位移，由伸縮節3的伸縮量體現出來，并由電感式位移傳感器2轉變成電測量輸出。

但是，現有技術的單點沉降計，只適用于在一般非寒地區的路基沉降觀測，在凍土地區不能消除凍脹變形對路基沉降的影響。路基凍脹是凍土地區路基特有的破壞現象，由于路基沉降伴隨著路基表面土體的凍融，普通單點沉降計的測量值是路基的沉降值減去路基表面凍融沉降值的差值，通過沉降計監測來單獨研究路基沉降和凍脹變形就很難實現。

土體的凍脹是我國北方凍土地區普遍存在的地質現象，季節性凍土分布很廣，約占全國面積的53.5%。而在季節性凍土區，迫切需要對凍脹變形進行系統深入的研究，也就需要適用于凍土地區路基沉降觀測的儀器設備

發明內容

針對現有技術的單點沉降計在凍土地區不能消除凍脹變形對路基沉降的影響，本實用新型推出一種適宜凍土地區應用的路基沉降監測系統，其目的在于，采用帶有發熱管的防凍沉降計，通過發熱管的散熱，抑制熱源影響范圍內土體凍結，用電感式位移傳感器測出正溫范圍內土體的沉降，通過數據處理得到不受凍脹變形影響的路基的實際沉降量；同時，將電感式位移傳感器通過數據傳輸電纜與自動數據測試儀連接，自動數據測試儀通過通訊設備將收集的數據傳往遠程計算機，實現自動采集、動態監測和遠程無線控制。

本實用新型涉及的路基沉降監測系統，包括防凍沉降計和自動數據測試儀，防凍沉降計和自動數據測試儀由數據傳輸電纜連接。防凍沉降計包括沉降板、電感式位移傳感器、伸縮節、測桿、發熱管和錨頭，錨頭上方連接測桿，測桿外側設置發熱管，發熱管軸向設置螺旋電熱合金絲并與外電源連接，測桿通過伸縮節連接電感式位移傳感器，電感式位移傳感器固定在沉降板的下側。電感式位移傳感器的輸出端連接自動數據測試儀的輸入端。

自動數據測試儀通過通訊設備和基站將測量數據遠距離傳輸給遠程計算機，實現多個測點的實時監測和數據采集分析。

測量時，單點沉降計固定在路基待測土體深度范圍內，錨頭設置在相對不動點的下層，沉降板設置在待測土體上層。與外電源連接的發熱管對沉降計埋設范圍產生熱影響，使半徑0.5-1m的圓柱土體溫度在0℃以上，含水土體不發生凍脹變形。電感式位移傳感器將伸縮節的伸縮量，即待測段土體沉降數據準確傳輸給自動數據測試儀，通過數據處理，得到排除凍脹影響的路基實際沉降值。自動數據測試儀記錄的信息定時通過通訊網絡遠距離傳輸信號，通過通訊設備和基站將測量數據遠距離傳輸給遠程計算機，實現遠程沉降實時監測和數據采集分析。

本實用新型所涉及的適宜凍土地區應用的路基沉降監測系統，采用帶有發熱管的防凍沉降計，通過發熱管的散熱，抑制熱源影響范圍內土體凍結，用電感式位移傳感器測出正溫范圍內土體的沉降，通過數據處理得到不受凍脹變形影響的路基的實際沉降量。自動數據測試儀通過通訊設備將收集的數據傳往遠程計算機，一套設備可同時監測幾百個測點，可實現對現場所有電感式位移傳感器的自動采集、動態監測和遠程無線控制。

附圖說明

圖1為現有技術的單點沉降計結構示意圖；

圖2為本實用新型涉及的路基監測系統設置示意圖。

圖中標記說明:

1、沉降板???????2、電感式位移傳感器

3、伸縮節???????4、測桿

5、護管?????????6、錨頭

7、發熱管???????8、熱影響圓柱土體

9、數據傳輸電纜?10、自動數據測試儀

11、通訊設備????12、基站

13、遠程計算機

具體實施方式