一种地下水运移动态监测实验测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地下水运移动态监测实验测试系统及方法，涉及地下水运移规律研究技术领域；而本发明专利技术包括数据采集模块、承压箱和水箱，过滤网数据采集模块终端连接有数据处理模块，过滤网数据采集模块终端连接有控制器模块和电桥仪模块，过滤网数据处理模块终端和电桥仪模块终端连接，过滤网承压箱的上表面开设有圆形开口，过滤网承压箱靠近圆形开口的一面固定安装有外螺纹凸环；通过模拟实验室环境下受基坑工程引起的水、土应力失衡引发的地下水运移，建立地下水运移过程中的电阻率图像，揭示基坑工程引起的地下水运移特征，实现地下水运移的实时动态监测，具有高效率、成本低和预警及时的目的。警及时的目的。警及时的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水运移动态监测实验测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及地下水运移规律研究
，具体为一种地下水运移动态监测实验测试系统及方法。

技术介绍

[0002]随着国家基础设施与城市建设规模的不断扩大，地面空间日趋紧张，地下空间的开发已日益得到人们的重视。冶金建设、大型工业项目建设、地铁隧道、高层建筑、市政设施等重大工程的建设，产生了众多形态的超深、超大型基坑。基坑开挖过程中，基坑周围区域的水、土应力平衡受到破坏，土体卸荷，受承压含水层较高的地下水压力的影响，引发含水层向基坑内涌水的现象，可能引发围护结构破坏、管涌、失稳等事故，一定程度就会危及到周边环境及构筑物的安全，引发地质灾害；滨海地区的地基土层常呈强、弱透水性土层交互的形式分布，地下水蕴藏十分丰富，地基含水层主要包括潜水层和承压水层。滨海地区的潜水层和承压水层中地下水与海水有着良好的水力联系，受海水波动的影响，具有动态变化的特点。实际工程中常面临基坑穿越潜水层、承压含水层的情况。地下水运移动态变化监测方法通常依靠人工、自动测量钻孔或地表水中的地下水位。然而，钻孔监测网络提供稀疏分布的点信息，在复杂环境中，这些信息可能不足以了解地下水系统及其运移情况，对基坑工程引起的地下水运移不能起到有效的实时监测和安全预警的目的，针对上述问题，专利技术人提出一种地下水运移动态监测实验测试系统及方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0003]为了解决基坑工程引起的地下水运移不能起到有效的实时监测和安全预警的目的的问题；本专利技术的目的在于提供一种地下水运移动态监测实验测试系统及方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种地下水运移动态监测实验测试系统，包括数据采集模块、承压箱和水箱，所述数据采集模块终端连接有数据处理模块，所述数据采集模块终端连接有控制器模块和电桥仪模块，所述数据处理模块终端和电桥仪模块终端连接，所述承压箱的上表面开设有圆形开口，所述承压箱靠近圆形开口的一面固定安装有外螺纹凸环，所述外螺纹凸环的外壁螺纹转动连接有内螺纹盖，所述承压箱内设有基坑模型组件，所述水箱内设有供液组件，所述承压箱内还设有电阻率测试组件，所述数据采集模块终端和电阻率测试组件终端连接，所述承压箱内设有用于调节电阻率测试组件高度的调节机构。
[0005]优选地，所述承压箱的一侧转动安装有后密封盖板，所述后密封盖板的一侧固定安装有第一拉手，所述承压箱远离圆形开口的一面固定安装有均匀分布的第一支撑座，所述水箱的上表面转动安装有上盖板，所述上盖板的上表面固定安装有第二拉手，所述水箱的一侧固定安装有液位窗，所述水箱远离上盖板的一面固定安装有均匀分布的第二支撑座。
[0006]优选地，所述基坑模型组件包括有内筒，所述内筒的一端固定安装有两个提手，所述承压箱的内壁固定安装有限位环，所述限位环的内壁固定安装有弹性圈，所述内筒的外壁和弹性圈的内壁活动接触，所述内筒和圆形开口同轴，所述内筒的底端和承压箱的内壁活动接触，所述内筒的外壁开设有均匀分布的通孔，所述通孔的内壁固定安装有过滤网。
[0007]优选地，所述供液组件包括有水泵，所述水泵的外壁固定连接有固定块，所述固定块远离水泵的一面和水箱的内壁固定连接，所述水泵的出水端固定安装有分液管道，所述分液管道的表面固定安装有均匀分布的进液钢管，所述进液钢管远离分液管道的一端和承压箱固定连接，所述进液钢管的外壁转动安装有减压阀。
[0008]优选地，所述电阻率测试组件包括有四个环形电极，所述环形电极的外壁固定安装有电缆线，所述电缆线穿过承压箱并和承压箱固定连接。
[0009]优选地，所述调节机构包括有侧板，所述侧板的一侧和承压箱的内壁固定连接，所述侧板的另一侧开设有均匀分布的导向槽，所述导向槽的内壁滑动连接有导向块，所述导向块的一侧固定安装有绝缘柱，所述绝缘柱远离导向块的一端和环形电极的外壁固定连接，所述侧板靠近导向槽的一侧开设有均匀分布的槽口，所述槽口的内壁转动安装有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿导向槽并和导向块螺纹转动连接，所述螺纹杆靠近槽口的一端固定安装有蜗轮，所述槽口的内壁转动安装有蜗杆，所述蜗杆和蜗轮啮合连接，所述蜗杆远离蜗轮的一端和承压箱的一侧转动连接，所述蜗杆远离蜗轮的一端固定安装有调节手柄。
[0010]一种地下水运移动态监测实验测试方法，包括以下步骤：S1、添加沉积物分别向内筒中和承压箱中填充沉积物，并开启水泵，水泵使水箱内的水通过分液管道和进液钢管进入承压箱的内部，进入承压箱内的水在承压箱中的沉积物内流动，并通过过滤网进入内筒内，并在内筒中的沉积物内流动；S2、通过电阻率对沉积物进行分析通过使数据采集模块与电缆线连接，控制器模块控制电极端电流的输入与输出，四个环形电极产生电流，电桥仪模块记录测量电极之间的电位差，数据处理模块接收并处理电桥仪模块记录的数据；S3、调节环形电极的高度通过驱动导向块竖直方向滑动，导向块通过绝缘柱使环形电极竖直方向移动，使环形电极所处的高度符合本体实验要求的高度。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、通过模拟实验室环境下受基坑工程引起的水、土应力失衡引发的地下水运移，建立地下水运移过程中的电阻率图像，揭示基坑工程引起的地下水运移特征，实现地下水运移的实时动态监测，具有高效率、成本低和预警及时的目的；2、通过驱动导向块竖直方向滑动，导向块通过绝缘柱使环形电极竖直方向移动，使环形电极所处的高度符合本体实验要求的高度，从而方便的实现环形电极的高度调节，进而有效的提高环形电极的灵活性，同时便于后续对不同高度的沉积物进行监测实验测试。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本专利技术模块连接示意图。
[0014]图2为本专利技术承压箱与水箱的外部示意图。
[0015]图3为本专利技术承压箱与水箱的另一外部示意图。
[0016]图4为本专利技术承压箱与水箱的剖切结构示意图。
[0017]图5为本专利技术内筒与限位环的分离示意图。
[0018]图6为本专利技术供液组件的连接示意图。
[0019]图7为本专利技术电阻率测试组件与调节机构的连接示意图。
[0020]图8为本专利技术图7中的A部放大示意图。
[0021]图中：100、数据采集模块；110、控制器模块；120、电桥仪模块；200、数据处理模块；1、承压箱；11、圆形开口；12、外螺纹凸环；13、内螺纹盖；14、后密封盖板；15、第一拉手；16、第一支撑座；2、水箱；21、上盖板；22、第二拉手；23、液位窗；24、第二支撑座；3、基坑模型组件；31、内筒；32、提手；33、限位环；34、弹性圈；35、通孔；36、过滤网；4、供液组件；41、水泵；42、固定块；43、分液管道；44、进液钢管；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水运移动态监测实验测试系统，包括数据采集模块（100）、承压箱（1）和水箱（2），其特征在于：所述数据采集模块（100）终端连接有数据处理模块（200），所述数据采集模块（100）终端连接有控制器模块（110）和电桥仪模块（120），所述数据处理模块（200）终端和电桥仪模块（120）终端连接，所述承压箱（1）的上表面开设有圆形开口（11），所述承压箱（1）靠近圆形开口（11）的一面固定安装有外螺纹凸环（12），所述外螺纹凸环（12）的外壁螺纹转动连接有内螺纹盖（13），所述承压箱（1）内设有基坑模型组件（3），所述水箱（2）内设有供液组件（4），所述承压箱（1）内还设有电阻率测试组件（5），所述数据采集模块（100）终端和电阻率测试组件（5）终端连接，所述承压箱（1）内设有用于调节电阻率测试组件（5）高度的调节机构（6）。2.如权利要求1所述的一种地下水运移动态监测实验测试系统，其特征在于，所述承压箱（1）的一侧转动安装有后密封盖板（14），所述后密封盖板（14）的一侧固定安装有第一拉手（15），所述承压箱（1）远离圆形开口（11）的一面固定安装有均匀分布的第一支撑座（16），所述水箱（2）的上表面转动安装有上盖板（21），所述上盖板（21）的上表面固定安装有第二拉手（22），所述水箱（2）的一侧固定安装有液位窗（23），所述水箱（2）远离上盖板（21）的一面固定安装有均匀分布的第二支撑座（24）。3.如权利要求1所述的一种地下水运移动态监测实验测试系统，其特征在于，所述基坑模型组件（3）包括有内筒（31），所述内筒（31）和圆形开口（11）同轴，所述内筒（31）的底端和承压箱（1）的内壁活动接触，所述内筒（31）的外壁开设有均匀分布的通孔（35），所述通孔（35）的内壁固定安装有过滤网（36）。4.如权利要求3所述的一种地下水运移动态监测实验测试系统，其特征在于，所述内筒（31）的一端固定安装有两个提手（32），所述承压箱（1）的内壁固定安装有限位环（33），所述限位环（33）的内壁固定安装有弹性圈（34），所述内筒（31）的外壁和弹性圈（34）的内壁活动接触。5.如权利要求1所述的一种地下水运移动态监测实验测试系统，其特征在于，所述供液组件（4）包括有水泵（41），所述水泵（41）的出水端固定安装有分液管道（43），所述分液管道（43）的表面固定安装有均匀分布的进液钢管（44），所述进液钢管（44）远离分液管道（43）的一端和承压箱（1）固定连接，所述进液钢管（44）的外壁转动安装有减压阀（45）。6.如权利要求5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金环，洪晓莉，石鹏，徐昊，张红岩，李兆亮，刘运娇，
申请(专利权)人：青岛海检集团有限公司，
类型：发明
国别省市：