[發明專利]一種回填土狀況監測裝置及其監測方法

在審

• 申請號: 202111257322.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN114062650A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 郭宏;張玉群;梅富全;渠欣榮;蓋紅衛;王雯;竇盛潤
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01F23/64;G01B21/32
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 趙禛

一種回填土狀況監測裝置及其監測方法，屬于房屋建筑工程技術領域，改變目前建筑物地基發生破壞后才查找原因的被動狀態，空心固定球固定安裝在空心基座側壁的下部，空心活動球設置于空心固定球的內部，空心活動球的側壁上設置有內滲水孔，空心固定球的側壁中沿赤道方向設置線圈A，空心固定球的外表面上根據需要貼附若干壓力檢測應變片，在空心固定球的側壁上等圓心角位置處設置若干外滲水孔，外滲水孔的外端端口位置處設置濾布，驅動裝置驅動空心活動球相對于空心固定球的沿赤道方向順時針或者逆時針做旋轉運動，使外滲水孔與內滲水孔沿軸線方向對齊或者錯位。本發明具有預警功能，預知土壤濕度及地下水位情況，盡早采取措施，消除安全隱患。

技術領域

本發明屬于房屋建筑工程技術領域，具體涉及一種回填土狀況監測裝置及其監測方法。

背景技術

土壤含水率增大是導致土壤特別是濕陷性黃土變形的重要原因，土壤變形會造成建筑物的不均勻沉降。目前，現有情況是不設置回填土狀況預置監測裝置，建筑物出現不均勻沉降、變形后，才開始查找原因，對回填土進行勘察。為了解回填土狀況，常用方法是鉆孔取樣、打探井等，這些方法是在建筑物已經發生沉降變形、造成破壞的情況下才采取的被動措施，采用這種方法查找建筑物沉降的原因需要一定時間，而且建筑物的修復、地基的加固也需要花費相當的費用和時間。

發明內容

本發明是一種針對土壤濕度、地下水位及回填土變形進行監測的裝置及其監測方法，具有預警作用，目的是監測含水率等導致回填土變形的主要因素，改變目前建筑物地基變形導致建筑物不均勻沉降、發生破壞后才查找原因的被動狀態。

本發明通過以下技術方案予以實現。

一種回填土狀況監測裝置，它包括空心基座、空心固定球、空心活動球和驅動裝置，其中：

所述空心基座側壁的下部設置有接口，空心固定球的側壁上設置有接頭，接頭的軸線方向與空心固定球的直徑方向重合，接頭插裝于接口中并與接口固定連接，空心固定球的側壁中沿赤道方向設置線圈A，線圈A通電后空心固定球中產生垂直于赤道平面的磁場，空心固定球的外表面上根據需要貼附若干壓力檢測應變片，在空心固定球的側壁上等圓心角位置處設置若干外滲水孔，并且外滲水孔的軸線方向均指向空心固定球的球心，外滲水孔的外端端口位置處設置濾布；

所述空心活動球設置于空心固定球的內部，空心活動球的底部填充輕質微球，與所述接口位置相對應的空心活動球的側壁上沿水平方向設置弧形導槽，空心活動球的側壁上設置有內滲水孔；

支撐桿的軸線方向與接口的軸線方向共線，支撐桿的一端固定安裝在空心基座空腔的內壁上，支撐桿的另一端依次貫穿接頭、弧形導槽并延伸至空心活動球的心部，支撐桿自由端的端部固定安裝微型攝像頭和激光測距儀，支撐桿的心部設置有導線過孔；

所述驅動裝置固定安裝在空心活動球的內壁上，并且驅動裝置位于赤道平面上，驅動裝置包括矩形線圈固定框、線圈Ⅰ、線圈Ⅱ、線圈Ⅲ和線圈Ⅳ，線圈Ⅰ、線圈Ⅱ、線圈Ⅲ和線圈Ⅳ分別設置于矩形線圈固定框的四條邊框上，并且安裝線圈Ⅰ的邊框設置于支撐桿中，安裝線圈Ⅰ的邊框與相鄰的邊框柔性連接，安裝線圈Ⅳ的邊框與安裝線圈Ⅰ的邊框相對設置，安裝線圈Ⅳ的邊框與空心活動球的內壁固定連接，線圈Ⅰ、線圈Ⅱ、線圈Ⅲ和線圈Ⅳ依次串聯，驅動裝置驅動空心活動球相對于空心固定球的沿赤道方向順時針或者逆時針做旋轉運動，使外滲水孔與內滲水孔沿軸線方向對齊或者錯位。

進一步地，所述空心固定球的壁厚大于空心活動球的壁厚。

進一步地，所述空心基座為空心立柱、空心墻壁或者空心基座側壁。

進一步地，所述線圈A的兩端由空心基座延伸至土體狀況監測裝置的外部并與電源的正負極電連接；

所述壓力檢測應變片的信號線、微型攝像頭的信號線和激光測距儀的信號線由空心基座延伸至土體狀況監測裝置的外部并與對應的信號接收儀器電連接。

進一步地，所述電源為變壓電源，電壓均勻增大或者減小。

進一步地，所述支撐桿的材質為絕緣材料。