[发明专利]现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的方法及装置

权利要求书

1.现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的装置，其特征在于：

所述装置埋置于季节性冻土层中，包括圆形片状的下锚盘（1）和上锚盘（7），下锚盘（1）和上锚盘（7）的中心处连接有直立的测杆位移计（2），测杆位移计（2）通过传输电缆（10）与上锚盘（7）以上填土外设置的读数仪（11）相连接。

2.根据权利要求1所述的现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的装置，其特征在于：

下锚盘（1）和上锚盘（7）之间的测杆位移计（2）外套置有塑料管，测杆位移计（2）与塑料管之间填充有低温润滑脂（5）。

3.根据权利要求2所述的现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的装置，其特征在于：

塑料管自上而下分成若干节，各节塑料管上下端部均设置有连接丝扣，各节塑料管衔接处通过环套塑料环（13）进行固定连接。

4.根据权利要求3所述的现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的装置，其特征在于：

塑料管外包裹有防水土工膜包裹层（6）。

5.根据权利要求4所述的现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的装置，其特征在于：

上锚盘（7）上设置有通气孔，通气孔内通过丝扣插置有通气管（8），伸入塑料管内。

6.根据权利要求5所述的现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的装置，其特征在于：

塑料管最底端的底部塑料管节（3）底缘环周设置有襟边，襟边环周设置有若干下连接孔（14）；

下锚盘（1）上设置有与下连接孔（14）位置对应的固定孔；

襟边下表面与下锚盘（1）之间设置有环形的橡胶垫片（12），橡胶垫片（12）上设置有与下连接孔（14）位置对应的通孔；

底部塑料管节（3）、橡胶垫片（12）和下锚盘（1）通过连接螺丝（15）相固定。

7.现场观测季节性冻土区高速铁路土层冻胀的方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：用等径接头连接下锚盘（1）与测杆位移计（2），选用低于观测所在地最低气温5℃情况下精度的测杆位移计；

步骤二：将塑料管分节，每节塑料管长20cm，上、下端部的外侧均设置4cm高的连接丝扣；底部塑料管节（3）的下端设有襟边，襟边宽度不小于3cm，厚度不小于3mm，并环周预留下连接孔（14）；襟边下表面与下锚盘（1）之间设置环形的橡胶垫片（12），橡胶垫片（12）上设置有与下连接孔（14）位置对应的通孔；底部塑料管节（3）、橡胶垫片（12）和下锚盘（1）通过连接螺丝（15）相固定；

步骤三：在测杆位移计（2）与底部塑料管节（3）的空隙中填充低温润滑脂（5），通过丝扣和塑料环（13）将底部塑料管节（3）与次底部塑料管节（4）连接；依次步骤逐层组装塑料管并填充低温润滑脂（5），在塑料管外逐节包裹防水土工膜包裹层（6）；

步骤四：在冻土层中开挖孔洞，孔洞直径不小于20cm；人工夯拍下锚盘（1）的基底，待基底密实、平整后，放置装置，塑料管外侧分层回填原土，分层捣实；

步骤五：用等径接头连接上锚盘（7）与测杆位移计（2），测杆位移计（2）通过传输电缆（10）与上锚盘（7）以上填土外设置的读数仪（11）相连接；

步骤六：在冻土层中埋设多个不同长度的装置，季节冻土层冻胀变形带动上、下锚盘移动，通过测杆位移计（2）观测上、下锚盘之间距离的变化量，也就是冻土层下底面和上顶面距离的变化量，反映季节冻土层的冻胀量；

在观测季节性冻土层的总冻胀量的同时，通过各装置观测的冻胀量，推算各分层土的冻胀量。