[發明專利]一種堤壩浸潤線在線診斷裝置及方法

有效

• 申請號: 201610091992.2
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105737939B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 蘇懷智;楊孟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22;G01N25/56;G01N25/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

1.一種堤壩浸潤線在線診斷裝置，其特征在于：包括外周向框體組件、內環向主測組件和內取樣環測組件，外周向框體組件通過兩側的圓球狀導臺滾軸與內環向主測組件連接，內環向主測組件與內取樣環測組件通過內環向主測組件包含的圓弧端固定連接；

所述外周向框體組件包含升降載道外框體和升降載道內框體，所述升降載道外框體內安裝有第一升降構件，第一升降構件與導臺滾軸固定連接，第一升降構件的頂部與橫連框架連接；所述升降載道內框體內安裝有第二升降構件，第二升降構件的頂部與橫連框架連接，所述升降載道內框體內安裝有第一過渡圓輪；

所述內環向主測組件包含沿外周向框體組件中線對稱分布的一對主測導臺，主測導臺與升降載道內框體固定連接，所述主測導臺下方設有環狀的周向鋼切體，周向鋼切體通過周向鋼切體上的圓弧端與主測導臺固定連接，周向鋼切體的最底端設有高強外切環刀，周向鋼切體形成內環切容槽，在周向鋼切體內主測導臺的下方設有構造臺，構造臺靠近周向鋼切體的一端安裝有儲蓄電源，構造臺和儲蓄電源的下方設有熱板，熱板下方設有溫敏橫導道，溫敏橫導道內安裝有測溫光纜；在一對主測導臺中間設有一對磁力體，每個磁力體與牙端連接，每個牙端與彈性塞連接，彈性塞與主測導臺連接，在牙端與彈性塞之間布置有回變彈性體，一對磁力體與一對牙端底面為三角狀；

所述內取樣環測組件包含測溫光纜，一對主測導臺上分別設有第二過渡圓輪，在周向鋼切體內安裝有第三過渡圓輪，測溫光纜從一側的第一過渡圓輪、第二過渡圓輪、第三過渡圓輪進入到溫敏橫導道中，穿過溫敏橫導道從另一側的第三過渡圓輪、第二過渡圓輪、第一過渡圓輪穿出。

2.根據權利要求1所述的堤壩浸潤線在線診斷裝置，其特征在于：所述第一升降構件和第二升降構件均包含第一套筒和位于第一套筒內的第一伸縮柱，第一伸縮柱內設有凹槽，凹槽內安裝有第二伸縮柱，升降載道外框體內的第二伸縮柱與導臺滾軸連接，升降載道內框體內的第二伸縮柱與橫桿連接，橫桿連接升降載道內框體與第一過渡圓輪。

3.根據權利要求1所述的堤壩浸潤線在線診斷裝置，其特征在于：所述溫敏橫導道為S形狀。

4.根據權利要求1所述的堤壩浸潤線在線診斷裝置，其特征在于：所述內環切容槽外表層布設有多層環向孔。

5.一種如權利要求1至4任一項所述的堤壩浸潤線在線診斷裝置的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，通過調整多級的第一伸縮柱、第二伸縮柱，將第一過渡圓輪調整到預設位置，配備測溫光纜，將測溫光纜通過升降載道內框體的第一過渡圓輪引至第二過渡圓輪，后將測溫光纜引至到第三過渡圓輪，在周向鋼切體內以“S”型布置溫敏橫導道，將測溫光纜穿引過溫敏橫導道，后穿過另一側的第三過渡圓輪、第二過渡圓輪和第一過渡圓輪；

第二步，調整升降載道外框體，將整個裝置深入到待監測土體中，按壓橫連框架，將帶動兩側的第一伸縮柱和第二伸縮柱向下運動，從而帶動導臺滾軸的運動，導臺滾軸的移動又牽引著主測導臺的運動，進而，牽引著高強外切環刀對土體進行剪切，與周向鋼切體相同形狀的待測土體將被填充到整個周向鋼切體內，塞滿的待監測原土體將牙端上的磁力體頂開，回變彈性體因受到牙端的壓縮而被迫壓縮，待回變彈性體的壓縮量達到規定數值之后，其將發生反彈，將牙端頂回，磁力體之間相互吸引，然后封閉整個內環切容槽；

第三步，啟動構造臺上的儲蓄電源，對與主測導臺平行布置的熱板進行加熱，熱板中的熱量會通過周向鋼切體內的待測土體從高高程向低高程傳遞，在傳熱過程中，通過溫敏橫導道將熱量傳遞給“S”型布置的測溫光纜；

第四步，在該加熱功率下，繪制光纜過余溫度與加熱時間的關系曲線θ＝b₀+b₁lnτ，其中θ為光纜過余溫度，τ為加熱時間，b₀和b₁分別為擬合關系式的常數項及自變量系數，依據光纜過余溫度與加熱時間的關系曲線可以求出b₁的結果值，根據其中q為單位長度加熱功率，λ為土體熱傳導系數，可以求出該處待監測土體的熱傳導系數，且ζ＝f(λ)，其中，ζ為待監測土體的含水量，根據ζ＝f(λ)＝-1.35λ^-2-2.5λ+2.25e^λ可以求出該處待監測土體的含水量；

第五步，通過上述步驟1～4，可以完成某一待測區域從高高程到低高程的待測原土體含水量的監測，進而可以確定該處浸潤線所通過的位置，對其他區域執行類似監測即可診斷出斷面浸潤線和堤壩浸潤面。