[实用新型]一种检测多层土体竖向沉降变形的智能测试装置

说明书

本实用新型涉及一种检测多层土体竖向沉降变形的智能测试装置，包括盛土单元、水压控制单元、无级电控加压单元和监测单元，所述盛土单元包括底座、可锁死的多向滚轮、有机玻璃柱、双向粗粒反滤层，所述有机玻璃柱固定在底座的中央；所述水压控制单元包括水管、水泵、进/排水孔；所述无级电控加压单元包括支撑框架、螺杆、施压平台和电控无级变速马达；所述监测单元包括无线收发水压传感器、光纤传感器、第一解调器、第二解调器和计算机，所述无线收发水压传感器通过第一解调器与计算机无线信号连接，所述光纤传感器的两端与第二解调器接插连接，第二解调器通过数据线与计算机信号连接。本实用新型能够简便、快速和有效地预测不同土层的沉降状况。

技术领域

本实用新型属于工程地质技术领域，特别是涉及一种检测多层土体竖向沉降变形的智能测试装置。

背景技术

随着城市化进程的加快和地下水资源的开发利用，地面沉降和地裂缝灾害日益严重，将会制约城市的可持续发展。因而对于地面沉降的研究一直是工程地质领域的热点问题。根据监测范围可将目前现有的地面沉降监测技术划分为大范围监测技术和小范围监测技术两大类。大范围监测技术通常采用永久性散射测量(PS-INSAR)、全球定位系统(GPS)以及水准测量等。小范围监测技术主要有传统的水准测量、基岩标以及分层标等方法。但由于野外场地复杂、施工困难、观测成本高，且以上的监测方法不能观察土体的微变形，因而对于不同土层的沉降量及沉降机理的观察和研究一直以来是一项重点难题。

如何加快研制一种集性能可靠、自动化程度高、观测精度高、数据量充足、使用简便、成本可控和可观察微变形等为一体的检测多层土体竖向沉降变形的智能测试装置是本领域的一项紧迫任务。

发明内容

本实用新型的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种检测多层土体竖向沉降变形的智能测试装置，本实用新型能够简便、快速和有效地预测有地下水影响条件下或/和有地下水与上部施加压力影响条件下的不同土层的沉降状况。

根据本实用新型提出的一种检测多层土体竖向沉降变形的智能测试装置，包括盛土单元、水压控制单元、无级电控加压单元和监测单元，所述盛土单元包括底座、可锁死的多向滚轮、装有原状土体的有机玻璃柱、双向粗粒反滤层，所述底座的中央设有进/排水孔，所述装有原状土体的有机玻璃柱固定在底座的中央，所述装有原状土体的有机玻璃柱的底部设有所述双向粗粒反滤层，所述底座的底面四个角分别设有所述可锁死的多向滚轮；所述水压控制单元包括水管、带有无线收/发装置的增压/负压两用水泵、进/排水孔，所述带有无线收/发装置的增压/负压两用水泵依次通过水管、进/排水孔与装有原状土体的有机玻璃柱连接；所述无级电控加压单元包括支撑框架、螺杆、施压平台和带有无线收/发装置的电控无级变速马达，所述施压平台固定在所述螺杆的底端，所述螺杆固定在带有无线收/发装置的电控无级变速马达的底端，所述带有无线收/发装置的电控无级变速马达固定在所述支承框架的顶端；所述装有原状土体的有机玻璃柱放置在支撑框架的正下方；所述监测单元包括无线收发水压传感器、光纤传感器、第一解调器、第二解调器和计算机，所述无线收发水压传感器和光纤传感器埋设于有机玻璃柱中的原状土体中，所述无线收发水压传感器通过第一解调器与所述计算机进行无线信号连接，所述光纤传感器的两端与所述第二解调器接插连接，第二解调器通过数据线与所述计算机连接。

本实用新型的实现原理是：首先将从现场取回的原状土体按比例逐层加入到有机玻璃柱中，同时将无线收发水压传感器和光纤传感器埋设于有机玻璃柱中的原状土体中；然后利用计算机的控制软件控制带有无线收/发装置的增压/负压两用水泵向装有原状土体的有机玻璃柱中供水达到初始地下水埋深；再控制带有无线收/发装置的增压/负压两用水泵向/从装有原状土体的供/抽水，同时用无线收发水压传感器和光纤传感器分别测量不同土层的水压变化和沉降变化；或/和利用计算机的控制软件控制带有无线收/发装置的增压/负压两用水泵和带有无线收/发装置的电控无级变速马达分别向/从装有原状土体的供/抽水，向有机玻璃柱中的原状土体施加压力，同时用无线收发水压传感器和光纤传感器分别测量不同土层的水压变化和沉降变化；利用计算机的控制软件对采集到的数据进行处理。