[發明專利]巖土分層沉降測量方法及測量系統

有效

• 申請號: 201710787646.2
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107478196B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 李青;閆子壯;王燕杰;童仁園;賈生堯
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01B7/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種巖土分層沉降測量方法及測量系統。包括無線通信連接的現場測量儀器和遠方測量儀器，現場測量儀器主要由沉降磁環、巖土分層沉降信號匯集器和巖土分層沉降沉降信號采集單元組成，遠方測量儀器主要由遠程接收裝置和PC上位機組成；將多個霍爾集成傳感器陣列組成巖土分層沉降沉降信號采集單元，將沉降磁環分布在土體中，土體沉降帶動沉降磁環跟隨沉降，通過霍爾集成傳感器檢測磁場并轉化為電信號，將電信號實時傳送據處理再發送到遠程上位機。本發明可實現對地下巖土分層沉降在線遠程測量；可以很好的為現場土地基、堤壩等巖土地基的施工給予正確及時的指導，從而有力的保證施工進度、施工質量和施工效率。

技術領域

本發明設計一種沉降測量方法及裝置，具體的說是土地基、堤壩等處應用的一種巖土分層沉降測量方法及測量系統。

背景技術

土路基地質條件、路堤載荷條件和施工條件都具有一定的復雜性，一般難以對每種處理方法進行嚴密的理論分析，因此無法在設計時就做出精確的計算，所以往往只能通過施工過程中的監測和施工完成后的質量檢驗來保證工程質量。現場大量使用的沉降檢測儀主要還是對地面沉降的監測，例如紅外監測儀、激光監測儀。但是這些監測方法還是僅僅停留在沉降的總合測量，具體針對地下巖土分層沉降在線測量的儀器和方法是非常少的。

對與巖土分層沉降的監測，目前現場使用的測量儀器主要是由沉降磁環、電磁感應探頭、測尺等部分組成。這種電磁式測量儀的測量原理大致是首先將沉降磁環埋于土中，然后手動利用測尺將電磁感應探頭順著沉降管往下送，當電磁感應探頭遇到沉降磁環的時候，系統會發出提示鈴聲，然后人工肉眼觀測此時手上刻度測尺的示數并記錄。這樣兩次測量得到的示數便可以計算出沉降磁環的沉降位移和沉降速度。

這種測量方法的缺點和不足是測量精度不高，監測數據量非常少，而且人為一個個測量數據誤差較大，測尺、信號電纜線易疲勞折斷，機械結構的損耗較大成本較高，無法實現智能化在線監測。

目前還有一種測量方法，測量原理大致跟電磁式沉降儀類似，有一點不同的是它用電機將電磁感應探頭緩慢送到沉降管內部，并且電磁感應探頭監測開關狀態發生變化的信號采用無線通訊方式上傳給地面無線接收模塊，當地面接收到這個信號的時候利用電機的轉速和對應時間關系求出沉降磁環下放的深度。這種監測方法雖然實現了不需要人為肉眼讀取測尺示數，但是依然無法擺脫機械化的損耗，電機長時間運行也會帶來較大的轉速誤差，無法實現精確測量。而且采用無線的通訊方式必然會有數據丟包的現象發生，數據量較少而且處理難度較大，這會導致測量的準確性大大降低。

上述兩種測量方法都無法實現對巖土分層沉降精確測量，無法實現智能化在線測量。

發明內容

本發明的目的在于解決目前我國對土沉降測量的自動化程度低、精度不高、無法實現實時在線測量等問題，設計提出了一種巖土分層沉降高度的測量方法及測量系統。

本發明采用的技術方案是：

一、一種巖土分層沉降測量方法：

將多個霍爾集成傳感器陣列組成巖土分層沉降沉降信號采集單元，將沉降磁環分布在土體中，土體沉降帶動沉降磁環跟隨沉降，會引起信號采集傳感單元周圍磁場強度發生對應的變化，利用霍爾效應通過霍爾集成傳感器檢測周圍磁場強弱并轉化為電信號，采用RS-485總線通訊方式將電信號實時傳送至巖土分層沉降信號匯集器，巖土分層沉降信號匯集器對電信號進行數據處理；

首先由已知沉降磁環的垂直沉降位移與對應霍爾集成傳感器采集的電信號作為實驗數據進行處理建立數學模型，獲得沉降磁環的垂直沉降位移與霍爾集成傳感器采集的電信號之間的數據關系，利用得到的數據關系對現場待測土體中霍爾集成傳感器采集的電信號進行檢測，獲得現場待測土體中放置的沉降磁環的垂直沉降位移并作為現場測量結果(即地下巖土分層沉降的測量信息)，實現對土沉降實時在線監測；并將現場測量結果通過GPRS或GSM發送到遠程的PC機，在PC機上描繪出測量區域內的巖土分層沉降變化情況和具體的坐標值，實現從地面到地下巖土分層沉降的高精度在線測量。