[发明专利]一种新型地表沉降测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程测试领域，特别涉及一种新型地表沉降测试装置及方法。

背景技术

在路基填筑、基坑开挖、大型建、构筑物施工过程中，地表沉降是一个监测的重要指标，传统地表沉降监测方法主要是采用水准仪、电磁式沉降仪等，这些测试方法主要存在以下缺点：1)需要人工操作，不能实现自动化测量，无法实现远程监测，且测量结果受人为因素影响大；2)当存在障碍物时，采用光学仪器视线受阻，测试非常困难，需要引点测量，误差增大；3)道路、建构筑物施工工程中，由于场地受限，测试费事费力。因此，亟需开发一种能够自动化远程监测、测量精确、操作简单、价格低廉的地表沉降监测装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种新型地表沉降测试装置及方法，使地表沉降测试能够实现自动化远程监测、测量精确、操作简单。具体技术方案如下：

一种新型地表沉降测试装置，包括支撑装置、滑轮、质量块、百分表、刚性绳和套管，滑轮固定于支撑装置内顶部；刚性绳绕过滑轮，一端穿过套管固定于地表下方稳定土层或基岩位置中，另一端与质量块相连，使质量块垂直悬挂于刚性绳上；百分表与质量块接触连接，用于监测质量块的垂直位移。

作为优选，所述的质量块与刚性绳一端直接固定连接。

作为优选，所述的刚性绳与质量块通过一个动滑轮相连，且刚性绳穿过动滑轮固定于支撑装置装置内顶部，而质量块固定于动滑轮上，质量块由横向位移固定装置固定，使其只能在垂直方向移动而水平方向不会产生位移。

作为优选，所述的刚性绳穿过套管的一端与刚性绳固定板相连，刚性绳固定板布设在锚固扩大头中。

作为进一步的优选，所述的百分表通过数据线与用于接收和发送数据的无线传输模块相连。

作为无线传输模块的进一步优选，所述的无线传输模块通过输电线与太阳能电池板相连进行供电。

作为优选，所述的支撑装置为刚性密封外壳，且底部设有供套管穿过的通孔。

在上述地表沉降测试装置基础上，本发明还提供了一种使用所述装置的地表沉降测试方法，包括以下步骤：

步骤1)：在地表打孔并安装套管，使套管底部位于稳定土层或基岩位置，并将刚性绳穿过套管固定于稳定土层或基岩位置；

步骤2)：将支撑装置放置于地表，刚性绳垂直穿过套管，并通过固定于支撑装置的滑轮与质量块连接；

步骤3)：利用百分表对质量块相对于地表的垂直位移进行测量，并将测量值换算为地表沉降值。

作为该方法的优选，所述的步骤1)中，套管在安装前底部预先放置膨胀水泥或高聚物，刚性绳一端穿过套管底部并连接于刚性绳固定板上，再随套管底部一起下至稳定土层或基岩位置后，向管内注水使膨胀水泥或高聚物反应膨胀，得到孔底的锚固扩大头。

作为该方法的优选，所述的百分表测量得到的数据通过无线传输模块进行发送，且无线传输模块由太阳能电池板进行供电；地表沉降测试装置底部进行硬化处理。

对比现有技术，本发明具有以下有益效果：1)除仪器安装阶段，不存在人为操作，大大降低了测量误差；2)由于光学仪器本身存在精度不高、受环境影响较大等不利因素，因此采用本发明可以大大提高测量精度、提高测量稳定性；3)实现了实时自动化远程监测，节省大量的人力物力，降低监测成本，当设定报警值时，可自动报警；4)特别适用于监测空间狭小、存在较多障碍物或运营中的高速公路和铁路，大大提高监测效率。

附图说明：

图1是本发明的地表沉降测试装置的第一种实施方式示意图；

图2是本发明的地表沉降测试装置的第二种实施方式示意图；

图3是本发明的锚固扩大头的示意图；

图4是本发明的地表沉降测试装置的第三种实施方式示意图；

图5是本发明的地表沉降测试装置的第四种实施方式示意图。

图中：太阳能电池板1，保护壳2，支撑装置3，输电线4，滑轮5，质量块6，无线传输模块7，数据线8，百分表9，刚性绳10，套管11，刚性绳固定板12，锚固扩大头13，动滑轮14和横向位移固定装置15。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步阐述。下面所描述的各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。