[實用新型]一種土體裂隙自動監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820783889.9
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN208187890U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜長城;梁志磊;王鑫鑫;苗帥升;高明明;馮滿
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N21/84
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

一種土體裂隙自動監(jiān)測裝置，包括設(shè)置在恒溫恒濕箱內(nèi)的土樣拍照系統(tǒng)和土樣稱量系統(tǒng)，土樣置于土樣稱量系統(tǒng)的托盤上，恒溫恒濕箱內(nèi)還設(shè)置有照明燈；土樣拍照系統(tǒng)具有能夠從不同方向?qū)ν翗舆M行實時拍攝的照相機，土樣稱量系統(tǒng)將采集到的土樣質(zhì)量變化數(shù)據(jù)與土樣拍照系統(tǒng)采集到的土樣形態(tài)變化數(shù)據(jù)傳輸至控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接恒溫恒濕箱和照明燈，通過控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度、濕度和照明度，控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉降耐翗淤|(zhì)量變化數(shù)據(jù)與土樣形態(tài)變化數(shù)據(jù)定量處理并繪制曲線圖，得到裂隙擴展數(shù)據(jù)。本實用新型自動化程度高，安全可靠，能夠遠距離操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于巖土工程領(lǐng)域，具體涉及一種土體裂隙自動監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

我國南方廣泛分布有紅黏土以及其他一些黏性土，這些黏性土富含蒙脫石、伊利石等黏土礦物，具有吸水膨脹、失水收縮的特點，尤其是極端暴雨、干旱或雨水干濕交替的環(huán)境，這一脹縮特性就會產(chǎn)生縱橫交錯的干裂網(wǎng)絡(luò)，從而會引起水庫的滲漏潰壩、斜坡的失穩(wěn)破壞以及垃圾填埋場黏土封場系統(tǒng)的失效破壞，對人類工程活動和生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴重威脅，所以對于黏性土的脹縮變形和裂隙擴展演化規(guī)律亟待深入研究。

目前巖土工程領(lǐng)域?qū)︷ば酝猎谒淖饔孟?，土體的脹縮變形和裂隙擴展演化規(guī)律的研究日益重視，要研究這一脹縮變形和裂隙演化規(guī)律就必須在實驗室內(nèi)對黏土試樣進行實時定量監(jiān)測。然而，對于土樣的脹縮變形，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，大多采用人工方式進行，利用游標卡尺、膨脹儀或收縮儀進行土的軸向位移測量，分析土樣的脹縮變化。在這些方法中，量具都必須和土樣接觸，雖然接觸壓力不大，但對于一些質(zhì)地柔軟的土樣，就不允許量具與土樣的接觸，否則會在土樣表面留下壓印或劃痕，影響測量精度。其次，對于土樣裂隙的擴展演化形態(tài)，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，大都首先將土樣從恒溫系統(tǒng)中取出，然后用相機對其表面裂隙進行拍照。這些傳統(tǒng)的人工測量方式，效率低、耗時多、勞動強度大和測量點重復(fù)性差。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種土體裂隙自動監(jiān)測裝置，該裝置利用了相機實時監(jiān)測和數(shù)字圖像定量處理的特性，采用非接觸的形式，使得可靠性、檢測精度以及自動化程度均得到顯著提高，并且使用時操作簡單、高效。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

包括設(shè)置在恒溫恒濕箱內(nèi)的土樣拍照系統(tǒng)和土樣稱量系統(tǒng)，土樣置于土樣稱量系統(tǒng)的托盤上，恒溫恒濕箱內(nèi)還設(shè)置有照明燈；土樣拍照系統(tǒng)具有能夠從不同方向?qū)ν翗舆M行實時拍攝的照相機，土樣稱量系統(tǒng)將采集到的土樣質(zhì)量變化數(shù)據(jù)與土樣拍照系統(tǒng)采集到的土樣形態(tài)變化數(shù)據(jù)傳輸至控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接恒溫恒濕箱和照明燈，通過控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度、濕度和照明度，控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉降耐翗淤|(zhì)量變化數(shù)據(jù)與土樣形態(tài)變化數(shù)據(jù)定量處理并繪制曲線圖，得到裂隙擴展數(shù)據(jù)。

所述的恒溫恒濕箱上設(shè)置有能夠測量環(huán)境的溫度與濕度的溫度濕度計。

土樣拍照系統(tǒng)包括布置在恒溫恒濕箱頂部的垂向照相機和布置在恒溫恒濕箱側(cè)壁的水平照相機。土樣稱量系統(tǒng)包括設(shè)置在恒溫恒濕箱內(nèi)部的多組電子天平，每組電子天平的上方設(shè)有一個照明燈。所述的恒溫恒濕箱在底面上安裝有滾輪，箱體通過電源線與電源插座連接。

控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)通過傳輸線纜與各個電子設(shè)備連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果：通過照相機從不同方向?qū)ν翗舆M行實時拍攝，自動記錄土樣的脹縮變化和裂隙形態(tài)，無需再采用人工手動監(jiān)測的方式，控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠?qū)崟r進行數(shù)字圖像定量處理，繼而獲得土樣的脹縮變形和裂縫演化數(shù)據(jù)。本實用新型的土樣稱量系統(tǒng)能夠?qū)崟r對土樣的失水質(zhì)量進行監(jiān)測，傳輸至控制及數(shù)據(jù)處理繪制失水曲線圖，避免了人工監(jiān)測的不連續(xù)性以及效率低等缺點。本實用新型自動化程度高，安全可靠，能夠遠距離操作，方便進行零部件的維護與更換，大幅的提高監(jiān)測的精度和工作效率，為節(jié)約使用成本提供了便利，易于在生產(chǎn)和教學(xué)中推廣應(yīng)用。