本发明专利技术公开了一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，包括第一标准桩和传动杆，所述第一标准桩上安装有钢丝，且钢丝上设置有花兰螺栓，同时第一标准桩与第二标准桩通过钢丝相连接；测量筒的内部上端与固定部一体成型，且测量筒的下端与筒底部一体成型，同时筒底部上开设有第二孔洞和第三孔洞，测量筒的内部侧壁上开设有限位槽，固定杆的下端插接在测量地面内，且固定杆上开设有定位槽，移动块设置在传动板的上端。该用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，具有可测量区域土体的冻胀量和相对位移量，以期指导该区域工程项目的建设，根据所测结果结合实际需要做好相应的防护措施，提高建设项目的使用寿命的特点。
A device for measuring frost heave and displacement of freeze-thaw erosion
【技术实现步骤摘要】
一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置
本专利技术涉及土工测量设备科技
，具体为一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置。
技术介绍
季冻区和多年冻土地区，伴随着冻胀、融化的过程，土体经受年复一年的周期性冻融循环作用，土体颗粒不断顺坡下移，极易破坏生产建设项目，产生冻融滑塌现象，加速水土流失，影响景观和谐，间接影响建设项目的功能与寿命，目前市场上还没有较为成熟的装置用来量测冻融位移量。在季节性冻土区，冻胀、融化的过程常反复交替进行着，含水量大的土壤颗粒的体积由膨胀变成收缩状态。冻胀时，土壤表面垂直上移，冻融时下落过程常不规则变化。每次冻融冻胀循环交替变化时，土壤会发生轻度倾斜位移。土体经受年复一年的周期性冻融循环作用，土壤的表面不断移动或倾斜，最终导致冻融滑塌现象。目前测量土壤冻胀、融化的装置以电子装备为主，如CN203798314U公开了一种测量冻土冻胀位移的装置，是由试样罐、土样、激光传感器、传感器支架、传感器固定抽杆、零位标记抽杆、零位标记固定架、传感器固定架、最大量程标记架、刻度尺、支架、导线、直流电源、数据采集仪、数据采集软件组成。CN107727685A公开了一种自平衡土体冻胀量测试装置，该装置沿桶身高度方向上，在桶内、外壁相应高度位置上留设四个测温孔，用于埋设在土体中的热电偶温度传感器通过导线与外部采集仪连接，并用记号笔记录靠近桶体底端处的螺旋钢丝另一端的位置。CN109781773A公开了一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，通过位移传感器获取不同时段各个测点所在冻胀层的冻胀量数据，根据各个测点反馈的冻胀量数据汇总得到测试区域内冻土冻胀变形情况。CN109738480A公开了一种现场全面监测土的冻胀装置，它包括立柱、联结盘和多个支撑体，所述立柱竖直设置，联结盘可拆卸连接在立柱的顶部，多个支撑体均设置在联结盘上，每个支撑体上固定安装有至少一个位移传感器，每个位移传感器的探头端对应设置有一个锚盘。可见，现有技术中的测量土壤冻胀装置大多需要外接电源才能工作，而在一些无法提供电源的地区，这些装置均无法工作，同时，测量冻胀的装置常常不能测量冻融倾斜值，为了解决上述问题，急需一种不需外接电源，又可精确测量土壤冻融冻胀位移量的装置。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于克服现有技术的土体经受年复一年的周期性冻融循环作用，土体颗粒不断顺坡下移，极易破坏生产建设项目，产生冻融滑塌现象，加速水土流失，影响景观和谐，间接影响建设项目的功能与寿命，目前市场上还没有较为成熟的装置用来量测冻融位移量的缺陷，提供一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置。所述测量板、测量筒和传动板具有可测量区域土体的冻胀量和相对位移量，以期指导该区域工程项目的建设，根据所测结果结合实际需要做好相应的防护措施，提高建设项目的使用寿命的特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，包括第一标准桩和传动杆，所述第一标准桩上安装有钢丝，且钢丝上设置有花兰螺栓，同时第一标准桩与第二标准桩通过钢丝相连接；测量筒的内部上端固定有固定部，且测量筒的下端设置有筒底部，同时筒底部上开设有第二孔洞和第三孔洞，测量筒的内部侧壁上开设有限位槽，固定杆的下端插接在测量地面内，且固定杆上开设有定位槽，移动块设置在传动板的上端，且传动板通过螺栓与移动块相固定，固定块的左端焊接在移动块右侧设置的凹槽中，移动块内部开设有孔槽，固定块的侧壁上开设有滑槽，且固定块内部安装有压缩弹簧；记录笔的左端设置有滑块，传动板的两端通过螺栓安装有限位块，且传动板上设置有第二安装板和第四孔洞，同时传动板安装在测量筒的内部；所述传动杆的上端通过第二安装板与传动板相固定，且传动杆的下端通过第一安装板与测量板相固定，同时传动杆安装在传动板与测量板的中间；测量板中部开设有第一孔洞，且测量板的上端设置有第一安装板，移动块内部与定位块一体成型，测量筒内部开设有卡槽，且刻度纸粘贴在卡槽的内部。优选的，所述第一标准桩与第二标准桩为平行关系，且第一标准桩与第二标准桩均是由长2m的钢筋做成的底部为锥形的圆柱形结构。优选的，所述测量筒是由镀锌铁皮做成的内部为中空的圆柱形结构，且限位槽沿着测量筒的内壁设置为四组，同时相邻两组限位槽之间的距离相等。优选的，所述固定杆是由钢筋做成的剖面为方形的结构，且固定杆的上端插接在固定部的内部，同时固定杆与记录笔为垂直关系。优选的，所述移动块与传动板形成T字形，且限位块沿着传动板的周向位置设置为四组，同时相邻两组限位块之间的角度为90°，滑块滑接在滑槽的内部。优选的，所述限位槽与限位块的尺寸相适配，同时限位块滑接在限位槽的内部；且可适度倾斜运动，倾斜范围为1-3°，移动块通过定位块滑接在定位槽的内部。优选的，所述传动杆设置为三组，且三组传动杆穿过筒底部表面的三组第二孔洞设置；传动杆的上端通过螺栓与第二安装板相固定，且第二安装板焊接在传动板的底部，传动杆的下端通过螺栓与第一安装板相固定，且第一安装板焊接在测量板的上表面。优选的，所述第一孔洞、第三孔洞和第四孔洞均为方形设置，且第一孔洞、第三孔洞和第四孔洞的尺寸一致，同时三组孔洞的尺寸大于固定杆的横截面尺寸。优选的，测量板为边长为15-30cm的方形钢板，厚2-4mm，作为接触地面测量冻胀的测量区域。优选的，测量板为20cm×20cm的方形钢板，厚3mm，此时的测量精准度较高。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.第一标准桩的长度根据冻土深度适当调整，在标准桩的顶部位置做好标记，用于固定在永冻层上，作为基准桩，测量筒紧邻标准桩布设，每次测量前记录基准桩与测量筒标记之间的距离，用以测算冻融位移量；2.当测量地面下陷，测量板向下移动，测量板通过传动杆带动传动板向下移动，移动块上的记录笔在刻度纸上进行划线，用于记录测量地面下陷的高度，传动板通过其侧面的限位块滑接在测量筒内部的刻度纸中，对传动板进行限位和导向的作用；3.通过第一标准桩、第二标准桩和测量筒可测量区域土体的冻胀量和相对位移量，以期指导该区域工程项目的建设，根据所测结果结合实际需要做好相应的防护措施，提高建设项目的使用寿命。4.我们课题组成员经过长期的动态监测，发现在季节性冻土区，土地一般冻胀现象是垂直于坡面向上隆升，温度回升后，土壤融解时，移动方向多呈现一定角度的倾斜下降，不一定会按照重力方向落下，大多数情况是在每次的冻胀后，土壤在原来的位置倾斜向下移动一段位移，尤其在春季冻融季节，该现象尤为明显，现有的测量各个点的移动量的装置已经达不到同时动态监测冻融和冻胀现象的要求，而本专利技术的装置测量区域为一个平面，即测量板可在一个面上测量该片区域的整体土壤活动情况，综合在测量纸上反应出冻胀、冻融的变化趋势，尤其可测量出冻融位移的角度，这是以往任何现有的冻胀位移测量装置均无法实现的，便于科研人员综合观测该现象与当地气候(如温度，湿度，土壤含水率)的关系。5.在一些土壤含水率高的地区，土壤侵蚀严重，昼夜温差大导致冻融冻胀现象交替发生，非单一冻融或冻胀现象尤为突出；使用本专利技术装置可全面探索土壤冻融冻胀交替变化趋势，为科研工作提供方便，便捷的设备。6.冻胀冻融反复进行的地区，土壤侵蚀现象尤为严重，科研人员就不能仅针对冻胀现象进行单一研本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，包括第一标准桩(1)和传动杆(10)，其特征在于：所述第一标准桩(1)上安装有钢丝(19)，且钢丝(19)上设置有花兰螺栓(18)，同时第一标准桩(1)与第二标准桩(12)通过钢丝(19)相连接；测量筒(2)的内部上端固定有固定部(3)，且测量筒(2)的下端设置有筒底部(14)，同时筒底部(14)上开设有第二孔洞(26)和第三孔洞(27)，测量筒(2)的内部侧壁上开设有限位槽(9)，固定杆(5)的下端插接在测量地面(11)内，且固定杆(5)上开设有定位槽(15)，移动块(6)设置在传动板(17)的上端，且传动板(17)通过螺栓与移动块(6)相固定，固定块(8)的左端焊接在移动块(6)右侧设置的凹槽中，移动块(6)内部开设有孔槽(20)，固定块(8)的侧壁上开设有滑槽(22)，且固定块(8)内部安装有压缩弹簧(31)；记录笔(7)的左端设置有滑块(21)，且传动板(17)上设置有第二安装板(28)和第四孔洞(29)，同时传动板(17)安装在测量筒(2)的内部；所述传动杆(10)的上端通过第二安装板(28)与传动板(17)相固定，且传动杆(10)的下端通过第一安装板(24)与测量板(13)相固定，同时传动杆(10)安装在传动板(17)与测量板(13)的中间；测量板(13)中部开设有第一孔洞(25)，且测量板(13)的上端设置有第一安装板(24)，移动块(6)内部与定位块(23)一体成型，测量筒(2)内部开设有卡槽(30)，且刻度纸(4)粘贴在卡槽(30)的内部。...
【技术特征摘要】
1.一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，包括第一标准桩(1)和传动杆(10)，其特征在于：所述第一标准桩(1)上安装有钢丝(19)，且钢丝(19)上设置有花兰螺栓(18)，同时第一标准桩(1)与第二标准桩(12)通过钢丝(19)相连接；测量筒(2)的内部上端固定有固定部(3)，且测量筒(2)的下端设置有筒底部(14)，同时筒底部(14)上开设有第二孔洞(26)和第三孔洞(27)，测量筒(2)的内部侧壁上开设有限位槽(9)，固定杆(5)的下端插接在测量地面(11)内，且固定杆(5)上开设有定位槽(15)，移动块(6)设置在传动板(17)的上端，且传动板(17)通过螺栓与移动块(6)相固定，固定块(8)的左端焊接在移动块(6)右侧设置的凹槽中，移动块(6)内部开设有孔槽(20)，固定块(8)的侧壁上开设有滑槽(22)，且固定块(8)内部安装有压缩弹簧(31)；记录笔(7)的左端设置有滑块(21)，且传动板(17)上设置有第二安装板(28)和第四孔洞(29)，同时传动板(17)安装在测量筒(2)的内部；所述传动杆(10)的上端通过第二安装板(28)与传动板(17)相固定，且传动杆(10)的下端通过第一安装板(24)与测量板(13)相固定，同时传动杆(10)安装在传动板(17)与测量板(13)的中间；测量板(13)中部开设有第一孔洞(25)，且测量板(13)的上端设置有第一安装板(24)，移动块(6)内部与定位块(23)一体成型，测量筒(2)内部开设有卡槽(30)，且刻度纸(4)粘贴在卡槽(30)的内部。2.根据权利要求1所述的一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，其特征在于：所述第一标准桩(1)与第二标准桩(12)为平行关系，且第一标准桩(1)与第二标准桩(12)均是由长2m的钢筋做成的底部为锥形的圆柱形结构。3.根据权利要求1所述的一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，其特征在于：所述测量筒(2)是由镀锌铁皮做成的内部为中空的圆柱形结构，且限位槽(9)沿着测量筒(2)的内壁设置为四组，同...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宏钧，张晓峰，胡晋茹，刘涛，李伟，易泽，付金生，杨艳刚，康向光，韩章勇，
申请(专利权)人：交科院科技集团有限公司，交科院环境科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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