一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统技术方案

一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统，包括用于监测地连墙应变数据的监测设备、用于采集应变数据的数据采集装置、用于进行应力分析的数据处理系统、以及用于当监测的地连墙应力值达到预警值时进行报警的报警模块，所述地连墙的顶面开设有多个沿竖直方向延伸的孔洞，并使孔洞的位置避开地连墙钢筋笼，多个孔洞沿地连墙的长度等间距均布；孔洞的大小与监测设备的大小相适配，且孔洞贯穿地连墙的底面；监测设备设置于孔洞内，监测设备为空心包体应力计。本实用新型专利技术能最大限度的利用地连墙结构，高效、实用、可靠的地连墙应力监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统
本技术涉及应力监测领域，尤其涉及一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统。
技术介绍
在许多大型工程中，将地连墙作为支护结构的施工方式日益广泛。在施工阶段地连墙可以承受很大的土压力并且拥有较强的防渗性能施工结束之后还能成为基础的永久屏障或成为地下结构的一部分。地连墙在开挖过程中可能会由于开挖深度的不断加大，导致其墙体中的应力不断增大，当达到一定程度后墙体可能会出现开裂情况，严重的可导致墙体内部结构受损。不仅在施工阶段，施工结束后如果周边环境有新的工程项目施工也会对已有的地连墙产生较大的影响。所以对地连墙应力进行长期监测就非常必要。然而，目前针对地连墙的应力长期监测方法几乎没有，已有的监测主要还是传统的方式，例如钻孔抽芯法和声波投射法，在施工结束后的后续监测比较麻烦，而且可能会对墙体造成一定程度的损坏。也有许多人选择预埋传感器去监测地连墙内部应力，但用这种方式，监测设备在施工时容易损坏修复起来也较为不便而且测量不精确。目前的地连墙结构非常不适合做应力监测，且已有的应力监测方案都是没有结合地连墙自身结构设计的。事实上地连墙体积非常大如果不有效利用地连墙的内部空间会造成资源的浪费。
技术实现思路
为克服上述问题，本技术提供一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统。本技术采用的技术方案是：一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统，包括用于监测地连墙应变数据的监测设备、用于采集应变数据的数据采集装置、用于进行应力分析的数据处理系统、以及用于当监测的地连墙应力值达到预警值时进行报警的报警模块，其特征在于：所述地连墙的顶面开设有多个沿竖直方向延伸的孔洞，并使孔洞的位置避开地连墙钢筋笼，多个孔洞沿地连墙的长度等间距均布；孔洞的大小与监测设备的大小相适配，且孔洞贯穿地连墙的底面；所述监测设备设置于孔洞内，监测设备为空心包体应力计，多个空心包体应力计沿孔洞的轴向间隔设置，空心包体应力计上设有用于测量应力的应变花；空心包体应力计通过传输电缆与数据采集装置电连接，将应变数据传输至数据采集装置；数据采集装置与数据处理系统无线通讯连接，数据采集装置储存所述应变数据、并将应变数据传输至数据处理系统；数据处理系统与PC端无线通讯连接；所述数据处理系统包括数据接收储存模块、应力分析模块、可靠性分析模块和数据传输模块；所述数据接收储存模块接收并存储数据采集装置传输来的应变数据；所述应力分析模块包括应力计算子模块、质量控制子模块和应力精度评定子模块，应力计算子模块用于计算出应力分析值，质量控制子模块用于去除异常值，应力精度评定子模块对应力分析值进行评定；应力分析模块调取数据接收储存模块中的应变数据，并对应变数据进行计算和评定，得到应力分析结果；可靠性分析模块对应力分析结果进行可靠性分析，得到可靠性分析结果；所述数据传输模块将应力分析结果、可靠性分析结果发送至PC端，并且当监测到的应力超过预警值时向PC端发送报警信息；所述PC端与报警装置电连接，PC端显示分析结果，并将接收到的报警信号传送至报警装置；报警装置包括用于向监测人员发出报警通知的LED指示灯和报警器。进一步，所述4个应变片沿空心包体应力计的轴向从上往下依次设置，其中，位于首位的应变片向右下方倾斜设置，位于第二位的应变片沿水平方向设置，位于第三位的应变片向右上方倾斜设置，位于末位的应变片沿竖直方向设置；位于首位的应变片和位于第二位的应变片之间的夹角为45度，位于第二位的应变片和位于第三位的应变片之间的夹角为45度。进一步，所述数据采集装置包括储存模块和无线信号发射装置，储存模块用于储存监测设备传送的应变数据，无线信号发射装置用于将应变数据传输至数据处理系统。进一步，所述孔洞位于地连墙厚度方向的中心位置。本技术的有益效果是：最大限度的利用地连墙结构，永久、高效、实用、可靠的地连墙应力监测。附图说明图1是地连墙孔洞结构及监测设备放置位置的前视图。图2是地连墙孔洞结构及监测设备的放置位置的侧视图。图3是地连墙孔洞结构及监测设备的放置位置的俯视图。图4是监测设备的结构示意图。图5是监测设备的俯视图。图6是应变花的结构示意图。图7是本技术的系统结构图。图8是数据处理系统中可靠性分析的流程图。图9是数据处理系统中去除异常值的流程图。图10是数据处理系统中的应力精度评定流程图。附图标记说明：1-孔洞；2-监测设备，3-传输电缆；4-应变片；5-应变花。具体实施方式下面将结合附图对本技术专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。参照附图，一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统，包括用于监测地连墙应变数据的监测设备、用于采集应变数据的数据采集装置、用于进行应力分析的数据处理系统、以及用于当监测的地连墙应力值达到预警值时进行报警的报警模块，本实施例中地连墙深度为20m，厚度为60cm，每幅段长6m；所述地连墙的顶面开设有两个沿竖直方向延伸的直径36mm的孔洞，并使孔洞的位置避开地连墙钢筋笼，两个孔洞中心距内外壁30cm，距墙体连接侧1.5m。两个孔洞1中心间距为3m；孔洞的大小与监测设备的大小相适配，且孔洞贯穿地连墙的底面；孔洞与地连墙的连接处及地连墙内外壁之间保留足够的距离，孔洞与孔洞之间也留有足够的距离；所述监测设备设置于孔洞内，监测设备能放置在孔洞中某一深度处长期获取应变数据用于分析应力随时间的变化，若监测设备损坏可将旧设备从孔洞中取出，再放入新设备。监测设备为空心包体应力计，孔洞中每隔两米设置一个空心包体应变计，每个孔洞中有10个应力计；所述空心包体应力计包括环氧树脂筒，环氧树脂筒的外壁沿周向相隔120度粘贴有三组用于测量应力的应变花，每组应变花由4个不同方向的应变片组成；4个应变片沿空心包体应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统，包括用于监测地连墙应变数据的监测设备、用于采集应变数据的数据采集装置、用于进行应力分析的数据处理系统、以及用于当监测的地连墙应力值达到预警值时进行报警的报警模块，其特征在于：所述地连墙的顶面开设有多个沿竖直方向延伸的孔洞，并使孔洞的位置避开地连墙钢筋笼，多个孔洞沿地连墙的长度等间距均布；孔洞的大小与监测设备的大小相适配，且孔洞贯穿地连墙的底面；/n所述监测设备设置于孔洞内，监测设备为空心包体应力计，多个空心包体应力计沿孔洞的轴向间隔设置，空心包体应力计上设有用于测量应力的应变花；空心包体应力计通过传输电缆与数据采集装置电连接，将应变数据传输至数据采集装置；数据采集装置与数据处理系统无线通讯连接，数据采集装置储存所述应变数据、并将应变数据传输至数据处理系统；数据处理系统与PC端无线通讯连接；/n所述数据处理系统包括数据接收储存模块、应力分析模块、可靠性分析模块和数据传输模块；所述数据接收储存模块接收并存储数据采集装置传输来的应变数据；所述应力分析模块包括应力计算子模块、质量控制子模块和应力精度评定子模块，应力计算子模块用于计算出应力分析值，质量控制子模块用于去除异常值，应力精度评定子模块对应力分析值进行评定；应力分析模块调取数据接收储存模块中的应变数据，并对应变数据进行计算和评定，得到应力分析结果；可靠性分析模块对应力分析结果进行可靠性分析，得到可靠性分析结果；所述数据传输模块将应力分析结果、可靠性分析结果发送至PC端，并且当监测到的应力超过预警值时向PC端发送报警信息；/n所述PC端与报警装置电连接，PC端显示分析结果，并将接收到的报警信号传送至报警装置；报警装置包括用于向监测人员发出报警通知的LED指示灯和报警器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于穿孔式地连墙的长期应力监测系统，包括用于监测地连墙应变数据的监测设备、用于采集应变数据的数据采集装置、用于进行应力分析的数据处理系统、以及用于当监测的地连墙应力值达到预警值时进行报警的报警模块，其特征在于：所述地连墙的顶面开设有多个沿竖直方向延伸的孔洞，并使孔洞的位置避开地连墙钢筋笼，多个孔洞沿地连墙的长度等间距均布；孔洞的大小与监测设备的大小相适配，且孔洞贯穿地连墙的底面；
所述监测设备设置于孔洞内，监测设备为空心包体应力计，多个空心包体应力计沿孔洞的轴向间隔设置，空心包体应力计上设有用于测量应力的应变花；空心包体应力计通过传输电缆与数据采集装置电连接，将应变数据传输至数据采集装置；数据采集装置与数据处理系统无线通讯连接，数据采集装置储存所述应变数据、并将应变数据传输至数据处理系统；数据处理系统与PC端无线通讯连接；
所述数据处理系统包括数据接收储存模块、应力分析模块、可靠性分析模块和数据传输模块；所述数据接收储存模块接收并存储数据采集装置传输来的应变数据；所述应力分析模块包括应力计算子模块、质量控制子模块和应力精度评定子模块，应力计算子模块用于计算出应力分析值，质量控制子模块用于去除异常值，应力精度评定子模块对应力分析值进行评定；应力分析模块调取数据接收储存模块中的应变数据，并对应变数据进行计算和评定，得到应力分析结果；可靠性分析模块对应力分析结果进行可靠性分析，得到可靠性分析结果；所述数据传输模块将应力分析结果、可靠性分析结果发送至PC端，并且当监测到的应力超过预警值...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡敏云，王捷，符东，张勇，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33