[發(fā)明專利]一種負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置與測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410612230.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN104316144A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李平;劉偉;劉漢龍;賴建英;丁選明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F23/66
• 分類號(hào): G01F23/66
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地下水位測(cè)試工具與方法，尤其涉及負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置與測(cè)量方法。

背景技術(shù)

在巖土工程領(lǐng)域，地下水位的測(cè)量有著不可替代的重要性，地下水位的變化一方面反映了地基加固的進(jìn)度，另一方面反映了加固方法的優(yōu)劣，所以真實(shí)、準(zhǔn)確的地下水位測(cè)量技術(shù)就顯的尤為重要。工程上用于地下水位的測(cè)試方法多采用常規(guī)的敞口式測(cè)管法，其所測(cè)得水位變化反映的實(shí)質(zhì)是大氣壓力作用下水位管濾管段各點(diǎn)水位降深的平均值。若針對(duì)真空預(yù)壓加固地基時(shí)地下水位的測(cè)量，每次測(cè)試過程中都需要打開密封管口，這樣勢(shì)必會(huì)破壞管內(nèi)的密閉狀態(tài)，用該法測(cè)出的水位只能反映正常大氣壓下的相應(yīng)值，并不是負(fù)壓條件下地基中地下水位的真實(shí)值，而且真空預(yù)壓期間水位觀測(cè)次數(shù)越多，引起的誤差越大，所以常規(guī)地下水位測(cè)試方法并不適用于真空預(yù)壓條件下地下水位的測(cè)試要求。

在本發(fā)明之前，中國專利（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01320244064.7）公開了“一種真空預(yù)壓地下水位測(cè)量裝置”，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括埋在地基中的水位管和電阻式水位計(jì)，其中位于砂墊層下2m標(biāo)高以上的所述水位管是封閉的，水位管設(shè)有頂部密封蓋和底部密封蓋，電阻式水位計(jì)密封固定在所述水位管內(nèi)，并與讀數(shù)儀連接。但具有以下缺點(diǎn)：（1）此裝置通過水位的變化影響其埋設(shè)在水位管中的電阻式水位器讀數(shù)的變化，間接地算出水位的變化，會(huì)存在較大的誤差；（2）水位管從管口至砂墊層以下2m范圍內(nèi)與周圍土體不連通，所以很難保證水位管內(nèi)外真空度一致，從而引起測(cè)量誤差。此外，中國專利（專利申請(qǐng)?zhí)枺?009102326279.6）還公開了“基于圖像視覺的水位測(cè)量系統(tǒng)和方法”，其結(jié)構(gòu)是采用浮子裝置，在其正上方安置CCD攝像頭對(duì)浮子進(jìn)行視頻采集，水位變化引起的浮子與CCD攝像頭距離的改變影響動(dòng)態(tài)圖像中浮子圖像面積；通過面積的變化得到浮子與CCD攝像頭的相對(duì)距離，測(cè)量出水位。該裝置避免了昂貴的水位傳感器，降低了成本，但是該裝置也存在以下問題：（1）該裝置通過攝像頭與浮子之間距離的遠(yuǎn)近引起攝像面積的變化，間接測(cè)算出水位的變化，間接測(cè)算出的水位誤差會(huì)大于直接測(cè)量的誤差，而且在計(jì)算面積的時(shí)候會(huì)使測(cè)量誤差增加。（2）對(duì)于測(cè)量一直處于變化的水位，該裝置需要一定時(shí)間的測(cè)算，可能會(huì)造成數(shù)據(jù)的延遲，不適合實(shí)時(shí)測(cè)量。（3）對(duì)于水位驟然的大幅度變化，浮子的攝像面積也會(huì)出現(xiàn)大幅度的變化，數(shù)據(jù)的大幅度變化會(huì)造成計(jì)算的誤差增大，從而通過間接計(jì)算水位的結(jié)果誤差也會(huì)增大。（4）對(duì)于負(fù)壓條件下地下水位的測(cè)量，該裝置由于沒有密閉無法進(jìn)行應(yīng)用。（5）該裝置的測(cè)量時(shí)在水位管的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)浮子降升較大時(shí)，由于管內(nèi)沒有照明設(shè)備，會(huì)影響攝像效果，從而對(duì)面積的計(jì)算也會(huì)造成不精確的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有地下水位測(cè)量設(shè)備的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作、成本低廉的負(fù)壓條件下可視化的直接測(cè)量地下水位的裝置和方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：包括透水管，所述透水管為中空結(jié)構(gòu)，全段埋于土中，透水管下端設(shè)有底蓋，透水管上端設(shè)有頂蓋，透水管側(cè)壁全部設(shè)有滲透孔，透水管側(cè)壁外部包裹土工濾布，測(cè)量時(shí)頂蓋埋設(shè)在密封膜之下；浮塊位于透水管內(nèi)部，透水管內(nèi)側(cè)壁縱向至少設(shè)置一條凹槽軌道，一滑輪嵌入所述凹槽軌道內(nèi)，所述滑輪與浮塊固定連接；凹槽軌道中的一條設(shè)有刻度，刻度以透水管上端為零點(diǎn)，帶有光源的高清攝像頭、指標(biāo)針固定于浮塊上端，所述帶有光源的高清攝像頭與指標(biāo)針方向一致，均指向設(shè)有刻度的軌道；外接顯示裝備位于透水管外，測(cè)量時(shí)通過導(dǎo)線與帶有光源的高清攝像頭連接。

前述的負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：所述凹槽軌道總數(shù)為四條，沿透水管的內(nèi)壁圓周每隔90度設(shè)置一條，與凹槽軌道相對(duì)應(yīng)滑輪為四個(gè)。

前述的負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：所述四個(gè)滑輪設(shè)置高度相同。

前述的負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：所述導(dǎo)線通過固定導(dǎo)線接口固定于頂蓋，所述固定導(dǎo)線接口位于頂蓋中央，透水管與頂蓋之間密封連接。

前述的負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：所述透水管直徑為90mm-100mm。

前述的負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：所述浮塊高度為20-25cm，直徑為80-90mm。

前述的負(fù)壓條件下地下水位的可視化測(cè)量裝置，其特征在于：所述指標(biāo)針采用輕質(zhì)材料聚苯乙烯，表面有熒光粉層。