[发明专利]一种堤坝浸润线在线诊断装置及方法

权利要求书

1.一种堤坝浸润线在线诊断装置，其特征在于：包括外周向框体组件、内环向主测组件和内取样环测组件，外周向框体组件通过两侧的圆球状导台滚轴与内环向主测组件连接，内环向主测组件与内取样环测组件通过内环向主测组件包含的圆弧端固定连接；

所述外周向框体组件包含升降载道外框体和升降载道内框体，所述升降载道外框体内安装有第一升降构件，第一升降构件与导台滚轴固定连接，第一升降构件的顶部与横连框架连接；所述升降载道内框体内安装有第二升降构件，第二升降构件的顶部与横连框架连接，所述升降载道内框体内安装有第一过渡圆轮；

所述内环向主测组件包含沿外周向框体组件中线对称分布的一对主测导台，主测导台与升降载道内框体固定连接，所述主测导台下方设有环状的周向钢切体，周向钢切体通过周向钢切体上的圆弧端与主测导台固定连接，周向钢切体的最底端设有高强外切环刀，周向钢切体形成内环切容槽，在周向钢切体内主测导台的下方设有构造台，构造台靠近周向钢切体的一端安装有储蓄电源，构造台和储蓄电源的下方设有热板，热板下方设有温敏横导道，温敏横导道内安装有测温光缆；在一对主测导台中间设有一对磁力体，每个磁力体与牙端连接，每个牙端与弹性塞连接，弹性塞与主测导台连接，在牙端与弹性塞之间布置有回变弹性体，一对磁力体与一对牙端底面为三角状；

所述内取样环测组件包含测温光缆，一对主测导台上分别设有第二过渡圆轮，在周向钢切体内安装有第三过渡圆轮，测温光缆从一侧的第一过渡圆轮、第二过渡圆轮、第三过渡圆轮进入到温敏横导道中，穿过温敏横导道从另一侧的第三过渡圆轮、第二过渡圆轮、第一过渡圆轮穿出。

2.根据权利要求1所述的堤坝浸润线在线诊断装置，其特征在于：所述第一升降构件和第二升降构件均包含第一套筒和位于第一套筒内的第一伸缩柱，第一伸缩柱内设有凹槽，凹槽内安装有第二伸缩柱，升降载道外框体内的第二伸缩柱与导台滚轴连接，升降载道内框体内的第二伸缩柱与横杆连接，横杆连接升降载道内框体与第一过渡圆轮。

3.根据权利要求1所述的堤坝浸润线在线诊断装置，其特征在于：所述温敏横导道为S形状。

4.根据权利要求1所述的堤坝浸润线在线诊断装置，其特征在于：所述内环切容槽外表层布设有多层环向孔。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的堤坝浸润线在线诊断装置的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，通过调整多级的第一伸缩柱、第二伸缩柱，将第一过渡圆轮调整到预设位置，配备测温光缆，将测温光缆通过升降载道内框体的第一过渡圆轮引至第二过渡圆轮，后将测温光缆引至到第三过渡圆轮，在周向钢切体内以“S”型布置温敏横导道，将测温光缆穿引过温敏横导道，后穿过另一侧的第三过渡圆轮、第二过渡圆轮和第一过渡圆轮；

第二步，调整升降载道外框体，将整个装置深入到待监测土体中，按压横连框架，将带动两侧的第一伸缩柱和第二伸缩柱向下运动，从而带动导台滚轴的运动，导台滚轴的移动又牵引着主测导台的运动，进而，牵引着高强外切环刀对土体进行剪切，与周向钢切体相同形状的待测土体将被填充到整个周向钢切体内，塞满的待监测原土体将牙端上的磁力体顶开，回变弹性体因受到牙端的压缩而被迫压缩，待回变弹性体的压缩量达到规定数值之后，其将发生反弹，将牙端顶回，磁力体之间相互吸引，然后封闭整个内环切容槽；

第三步，启动构造台上的储蓄电源，对与主测导台平行布置的热板进行加热，热板中的热量会通过周向钢切体内的待测土体从高高程向低高程传递，在传热过程中，通过温敏横导道将热量传递给“S”型布置的测温光缆；

第四步，在该加热功率下，绘制光缆过余温度与加热时间的关系曲线θ＝b₀+b₁lnτ，其中θ为光缆过余温度，τ为加热时间，b₀和b₁分别为拟合关系式的常数项及自变量系数，依据光缆过余温度与加热时间的关系曲线可以求出b₁的结果值，根据其中q为单位长度加热功率，λ为土体热传导系数，可以求出该处待监测土体的热传导系数，且ζ＝f(λ)，其中，ζ为待监测土体的含水量，根据ζ＝f(λ)＝-1.35λ^-2-2.5λ+2.25e^λ可以求出该处待监测土体的含水量；

第五步，通过上述步骤1～4，可以完成某一待测区域从高高程到低高程的待测原土体含水量的监测，进而可以确定该处浸润线所通过的位置，对其他区域执行类似监测即可诊断出断面浸润线和堤坝浸润面。