[發明專利]一種軟土分層沉降磁環及沉降監測方法

有效

• 申請號: 201610314335.X
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105926567B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 禹靜;汪成立;李東升
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 王佳健

技術領域

本發明涉及測量領域，具體說是一種軟土分層沉降磁環及沉降監測方法。

背景技術

在軟土地基上修筑高層建筑、高速公路和高速鐵路，由于受到壓力作用，軟土地基會發生壓縮變形，嚴重時可導致地基沉降。因此，建設前對路基進行準確測量具有重要意義。

目前，軟土分層沉降監測采用的方法主要是：測量前在地下埋入沉降導管和沉降磁環，測量時將內部安裝了磁場感應器的測頭放入沉降導管，當遇到外磁場作用時, 便會接通接收系統，然后將信息傳輸到地面轉換成位移。受限于地下特殊的環境條件，土層下直接傳遞信息到地面變得異常困難，這導致鋼尺沉降儀目前仍然占據軟土分層沉降監測的主導地位，阻礙了軟土分層沉降自動化監測的發展。

發明內容

針對上述測量信息傳遞的困難，本發明的目的在于提供一種軟土分層沉降磁環及沉降監測方法，實現對軟土分層沉降的自動化精確監測。

本發明的沉降磁環主要包括次控制器、電源、干簧管和無線發射接收模塊。所述的電源給沉降磁環內部的元器件供電，作為本設計的一種優選技術方案，所述的次控制器選擇超低功耗的MSP430單片機。

測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設好沉降導管和所述的沉降磁環，例如埋設了沉降磁環1a、沉降磁環1b、沉降磁環1c，沉降磁環內部的MSP430單片機處于超低功耗的睡眠狀態。

測量開始時，電機帶動測頭在沉降導管中下降，所述的測頭內部是一塊環形磁鐵；當測頭下降到沉降磁環1a附近時，測頭內部的環形磁鐵觸發沉降磁環1a內部的干簧管動作輸出一個變化的脈沖信號，該脈沖信號會激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的無線發射接收模塊發射信號給地面的無線接收模塊，主控制器接收到信號后采集此刻的拉繩位移傳感器電壓，并轉換為對應的位移量在液晶顯示器上顯示，當所述的次控制器完成工作后處于休眠狀態；測頭繼續下降，下降到沉降磁環1b附近時，會觸發沉降磁環1b內部的干簧管動作輸出一個脈沖信號，該脈沖信號會激活沉降磁環1b內部的次控制器立刻工作，控制無線發射接收模塊發射信號給沉降磁環1a內部的無線發射接收模塊，該無線發射接收模塊會將所述的信號無線發射給地面的接收端，接收端接收到信號后如上述流程轉換顯示位移；同上述操作，測頭下降到沉降磁環1c附近時，沉降磁環1c內部的干簧管觸發信號會依次傳遞給沉降磁環1b、沉降磁環1a，進而傳遞到地面轉換成位移顯示。

在電機帶動測頭上升時，再根據上述測量方法測量一次沉降磁環位置，最后取兩次測量結果平均值。

本發明通過節點交替傳輸信息，能夠使得測量信息在地下復雜環境中不受測量距離的限制，進而實現對軟土分層沉降的自動化精確監測。

附圖說明

圖1是本發明的沉降磁環的測控系統原理框圖；

圖2是本發明的軟土分層沉降監測方法測量示意圖；

圖3是本發明軟土分層沉降監測方法中信息傳遞流程圖；

圖4是本發明的機箱測控系統原理框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步描述。

如圖1所示，本發明的沉降磁環主要包括次控制器、電源、干簧管和無線發射接收模塊組成。所述的電源給沉降磁環內部的元器件供電，作為本設計的一種優選技術方案，所述的次控制器選擇超低功耗的MSP430單片機。

如圖2，3，4所示，測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設好沉降導管2和所述的沉降磁環，例如埋設了沉降磁環1a、沉降磁環1b、沉降磁環1c，沉降磁環內部的MSP430單片機處于超低功耗的睡眠狀態；