[实用新型]一种土石体沉降测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程的安全监测技术领域，特别涉及一种全埋入的土石体沉降测量装置，适用于土石坝在水下部分的坝基的不均匀沉降测量，以及堤坝、河床或海床回填区域的相对沉降测量。

背景技术

在岩土工程安全监测领域中，传统的土体沉降监测设备有两种：适用埋入安装的水管式沉降仪和适用于表面安装的静力水准仪，但这些设备均不能于水下环境工作，或因尺寸较大不适合狭小空间的安装。

利用连通器原理的传统水管式沉降测量装置的结构如图1所示，通常由外壳密闭的沉降测头101、通液管102、排液管103、排气管104、及透明并设有刻度的液位指示管105等部件组成。位于被监测点的沉降测头101通过通液管102、排气管104与排液管103连接到人员可操作的观测站106，并且通液管102、排液管103及排气管104两端均形成与大气相通的结构，即两端的压力均等于当前大气压力。在通过观测站106一端将通液管102内注满足够的液体(通常为水)，液位指示管105中的液面高度将与沉降测头101内通液管102的溢水口107高度保持平衡状态。假定观测站106是稳定并且以其为基准，当沉降测头101相对于观测站106即液位指示管产生相对沉降时，通液管102内多余的液体通过沉降测头101内的溢水口107溢出并通过排液管103排除，直至液面重新达到新的平衡状态，此时液位指示管105内液面高度的变化即为沉降测头101(即被监测点)相对于观测站106的沉降量。

上述传统的沉降测量装置采用最简单的方式获取了被监测点相对于观测站基准的沉降变化，但这种装置的结构由于通液管、排液管及排气管与外界大气是直接或间接连通的，并非为密封状态，因此由于工作原理的限制，存在如下缺点：1)整个装置只能安装在无水环境或仅限部分埋入，无法全部埋入土体中或安装在水下工作；2)观测站必须设置在人员能接近的环境；3)每个被监测点设置的沉降测头必须对应设置液位指示管，在被监测点较多时整个装置庞大；4)由于液体会产生蒸发，需定期补液、维护，且必须依赖人工操作。

此外，在一些特定环境，如土石坝在回填过程中或建成后，其坝基部分被回水浸没，使得土石坝坝体基础基部分无法获取有效的沉降测量数据或缺少有效的监测手段。或者，在一些人员不宜接近的区域如河床底部、垃圾填埋场也存在类似问题。因此，对该条件下的沉降测量一直处于空白阶段。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺点和不足，提供一种新型的土石体沉降测量装置，该装置可以全部埋入土体同时能够自有水环境可靠运行，并能在环境恶劣的条件下实现土石体的沉降测量，具有结构简单和测量可靠性高的优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种土石体沉降测量装置，其特征在于，包括沉降传感器、储液罐、通液管、通气管和数据采集设备，所述沉降传感器为封闭结构包括传感器储液腔、压力感应膜、压力敏感元件和内侧腔体，所述压力感应膜的上侧与传感器储液腔相通，压力感应膜的下侧与内侧腔体相通，所述压力敏感元件位于压力感应膜的下方，所述传感器储液腔顶部具有可开启和关闭的传感器排气孔，传感器储液腔还设置有传感器通液管接口，所述内侧腔体设置有传感器通气管接口；所述储液罐为密封容器并具有可开启和关闭的注液孔，所述储液罐上方设置有储液罐通气管接口，下方设置有储液罐通液管接口，所述储液罐内置有传压液体，储液罐内的传压液体的高度高于沉降传感器的高度；所述通液管的一端连接传感器通液管接口，另一端连接储液罐通液管接口；所述通气管的一端连接传感器通气管接口，另一端连接储液罐通气管接口；所述压力敏感元件的输出端通过信号电缆引出至数据采集设备。

采用两个以上的沉降传感器通过通液管和通气管依次与储液罐串联连接，所述串联连接的中间的沉降传感器均设置有两个传感器通液管接口和两个传感器通气管接口，所述通液管通过各传感器通液管接口连接相应的传感器储液腔形成一整条贯通的管道，所述通气管通过各传感器通气管接口连接相应的内侧腔体形成一整条贯通的管道。

采用两个以上的沉降传感器均通过多个通液管和通气管与储液罐并联连接，所述储液罐设置有多个对应的储液罐通气管接口和储液罐通液管接口，所述通液管和通气管的个数与沉降传感器的个数相对应，各通液管相互独立并通过各储液罐通液管接口与储液罐连接，各通气管相互独立并通过各储液罐通气管接口与储液罐连接。

所述沉降传感器的传感器排气孔处设置有实现传感器排气孔开启和关闭的排气孔密封螺丝。

所述储液罐的注液孔处设置有实现注液孔开启和关闭的注液孔密封螺丝。