[發明專利]隔室攝像式地下水位測量裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201710351245.2
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107144323B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 姜彥彬;何寧;蔡正銀;許濱華;周彥章;何斌;錢亞俊;王國利;張桂榮;李登華;汪璋淳;張中流;姚明帥;吳璐璐;張家勝;李文軒;陳皓;閻志坤;黃宙晟;張賢;梅聚福
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01F23/68
• 分類號: G01F23/68
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

隔室攝像式真空預壓地下水位測量裝置及其工作方法，包括水位管及測量設備，埋入地下的水位管包裹無紡土工布，其特征在于：所述水位管由透明材料隔板豎向分為兩個半圓柱空間，一半為上下連通的不透水管腔，另一半為允許透水的濾管腔；所述濾管腔被半圓形濾管腔隔板劃分為一列豎向互不連通的小隔室；所述測量設備包括標尺數據線及其端部的攝像頭，該攝像頭在不透水管腔內隨標尺數據線上、下移動以觀測所述濾管腔中的水位。本發明消除了現有真空預壓地下水位測量裝置密閉管段帶來的密閉效應以及由上下貫通的濾管段帶來的豎向提水效應，測量過程不改變管周負壓環境，滿足真空預壓地下水位測量的基本要求。

技術領域

本發明涉及地下水位現場測試領域，具體涉及針對真空預壓軟基處理中地下水位測試的一種隔室攝像式地下水位測量裝置。本發明還涉及這種測量裝置的工作方法。

背景技術

真空排水預壓法是一種有效的軟基處理技術，近年來得到了廣泛應用，并與新工藝、新方法結合不斷得到改進。負壓環境下地下水位變化規律是真空預壓理論研究的基礎性問題，其重要性在于：①地下水位變化是真空預壓加固機理研究的必要條件，水位升降與否會改變飽和區、非飽和區分布，進而改變有效應力分布，影響真空預壓加固效果；②計算水位之下的超靜孔隙水壓力時應扣除靜水壓力，即必須知道地下水位。目前，支持真空預壓地下水位下降的占多數，也有學者認為水位不變或上升。真空預壓地下水位測量技術不完善，無法獲得令人信服的負壓條件下地下水位原位測試資料是存在觀點分歧的根本原因。

傳統的真空預壓地下水位測量方法是：先打設水位管，再用水位計測量。然而這種方法觀測水位時要將蓋子取下，使之與大氣連通，將改變水位測管中的水位，所得水位并不是負壓下的實際地下水位。對于傳統水位測法存在的不足，已有相當數量的專利提出了改進方案，包括各類機械式測量方法、電阻式測量方法及激光測距等方法，均可以做到在不開蓋的條件下測得負壓條件下水位管中的水位。

然而，準確測到真空預壓的方法地下水位必須滿足一個前提條件，即埋設在地基中的水位管的結構必須科學合理，使管中水位能夠準確地代表負壓環境下地基中的水位。現有真空預壓地下水位測管內部均為中空，且由不透水管段和濾管段組成，而采用真空預壓法處理的場地地下水位埋深常常較淺，若濾管段分布范圍較小（埋深過大），會使得管內外流體交換緩慢，管中水位變化明顯滯后于土中水位，同時水位管頂部密封空間也容易出現密閉效應；而水位管中空且上下連通,會使得濾管段范圍內存在豎向提水作用,且濾管段分布范圍越大、真空度變化越劇烈,管內水位就越容易在豎向提水作用下高于土中水位。目前工程上所采取的調整濾管段分布的做法并不能夠消除上述密閉作用和豎向提水作用，換句話說，將現有的上下貫通的密閉段和濾管段相結合的上下貫通的中空式水位管結構放在在負壓環境下的地基中，管內水位不能夠準確代表土中水位,即使準確無誤地測到管中水位，也并不一定是真空預壓地基處理的地下水位值。而現有真空預壓地下水位測量改進方案大都忽略了上述問題，極少關注水位管中的水位是否能夠代表真正的地下水位。為此，本發明改進了水位管結構并提出了相應的測量方法，提出一種能夠反映并獲取負壓狀態下的地下水位的設備和其操作方法。

發明內容

為解決真空預壓地下水位測量中存在的密閉效應及豎向提水作用等技術問題，本發明提供了一種隔室攝像式地下水位測量裝置，采用豎向透明有機玻璃隔板將水位管等分為兩個半圓柱空間，其中濾管腔豎向分割為小段的隔室并通過濾管與地基水位連通，不透水管腔提供攝像頭的工作空間，水位管中水位能夠代表真空預壓地下水位，同時測量過程不會對負壓環境產生改變，完全滿足真空預壓地下水位測量的基本要求。本發明還將提供這種水位測量裝置的工作方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：