一种用于软土地层的多点位移测量装置及位移测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于软土地层的多点位移测量装置及位移测量方法，包括锚固头、护管、端头和测量模块；护管逐段连接并使用打桩机打入软土地层中；护管内部有钢绞线，且其与锚固头及测量模块连接；布设锚固头时可向上牵拉钢绞线使其向外展开刺入土体内；软土地层发生沉降时，锚固头随土体运动，并带动钢绞线牵拉测量模块内光栅尺位移传感器，光栅尺位移传感器可将位移数据转化为电信号并储存于测量模块内的存储模块内；本发明专利技术可自由组合长度以适应不同深度软土地层；且锚固头采用刺入土体的布设方式可有效减少对土体的扰动；护管使用打桩机打入软土地层中，可有效防止常规多点位移计布设时钻孔塌孔及杂物掉入，同时大幅节省布设时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
一种用于软土地层的多点位移测量装置及位移测量方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体是一种用于软土地层的多点位移测量装置及位移测量方法。

技术介绍

[0002]在岩土工程领域，常需要研究构筑物内土体多部位移情况，如土坝、边坡、隧道、地基等。但是土体内部变形情况较为复杂，且无法直接通过外部观测获得土体内部变形情况，因此需埋设多点位移计以获得土体内部深层不同位置处位移情况。
[0003]目前常用的多点位移计为钻孔多点位移计，安装时先在地层内钻孔，随后固定测点并安装多点位移计。常用测点固定装置主要有注浆式、弹片式、液压支撑式和倒楔式等，但上述固定方式会对软土地层造成较大扰动，破坏了软土的结构，获得的地层沉降数据与实际沉降数据存在差异。因此合理的锚固头形式及多点位移计布设方法可保证沉降数据的准确性。
[0004]中国专利CN103850237A公开了一种刃刀切入式软土多点位移计锚头，该装置包括中轴杆﹑外杆、上框架、下框架、单簧管、传力杆件及锚固刃刀，虽然该装置设计用于软土地区，但展开时锚固刃刀自上而下切入土体内，软土受到较大扰动，土体向下沉降时对锚头牵拉作用较弱。
[0005]中国专利CN104457655A公开了一种用于软土地层的折叠叶片刀式多点位移计锚头，该装置包括中轴杆、壁筒、底座传力杆件和摇杆，展开时从侧向切入土体内，可有效避免土体对锚头牵拉作用较弱这一缺点，但该锚头尺寸较大，结构较复杂。
[0006]综上所述，现有锚固头装置及展开方式较为复杂，占用较多空间；且现有多点位移计多采用预先钻孔后下放多点位移计的布设方式，在软土地层内钻孔易塌孔或有杂物掉入，影响多点位移计布设。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种用于软土地层的多点位移测量装置及位移测量方法，装置本身对土体扰动小，对软土地层内不同深度处位移监测精度高。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]用于软土地层的多点位移测量装置包括锚固头、护管、端头和测量模块；锚固头垂直设置于中空的护管内部，所述护管两端设置有公接头和母接头，公接头连接端头，母接头连接测量模块；
[0010]所述锚固头包括条状的锚固基体，所述锚固基体包括左锚固基体和右锚固基体；左锚固基体和右锚固基体上开设有长条状的线孔；右锚固基体边缘设置有滑轨，左锚固基体及右锚固基体相互堆叠且通过滑轨滑动连接；线孔内有可垂直活动的钢绞线；左锚固基体及右锚固基体均设置有支点，两支点连接有横撑；横撑另一端连接在钢绞线上；垂直护管面上开设有窄槽，锚固头穿过窄槽可活动式设置；
[0011]护管为两个以上，护管之间通过设置于两端的公接头和母接头相互连接；护管内垂直设置有两个以上的锚固头，锚固头之间平行设置有导线板，导线板将锚固头隔开；每个锚固头对应连接钢绞线；所述导线板上设有两个以上导线孔，导线孔内穿有钢绞线并将钢绞线架起；钢绞线两端设置有公线接头和母线接头，钢绞线之间通过公线接头和母线接头相互连接；
[0012]所述测量模块包括用于保护内部器件的护筒；所述护筒为圆筒状结构，护筒内固定设置有光栅尺位移传感器，光栅尺位移传感器一端连接钢绞线，另一端连接拉簧，所述拉簧牵引钢绞线并使其绷直；连接光栅尺位移传感器的钢绞线还滑动连接有滑轮；光栅尺位移传感器连接有数据线，数据线连接数据收集器，数据收集器存储光栅尺位移传感器获取的位移数据；位于护筒正中心设置有高程标点；
[0013]刃脚在刺入软土地层后，若土层变形发生沉降，锚固头向下运动，进而牵拉钢绞线并带动测量模块内的光栅尺位移传感器运动，所述数据线将光栅尺位移传感器获得的位移数据传输至数据收集器内，所述测量模块在测量过程中可能会随护管发生沉降，通过高程标点不断获得测量模块沉降量，并以此为依据对沉降数据进行修正，进而获得软土沉降数据。
[0014]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，左锚固基体及右锚固基体顶端设置有刃脚，所述刃脚为圆弧形，紧贴于护管的窄槽处设置有挡土板，刃脚可活动的穿过挡土板；所述窄槽宽度与刃脚相同。
[0015]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，所述左锚固基体上的支点在右锚固基体的线孔内，右锚固基体上的支点则在右锚固基体的线孔外侧。
[0016]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，所述公接头包括管心和凸榫；所述母接头包括外孔、内孔；将公接头上的凸榫对准并插入母接头上外孔，随后逆时针旋转公接头使凸榫滑动到母接头的内孔内固定连接。
[0017]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，所述端头包括母接头及尖头；护管下端公接头上的凸榫与端头上端母接头上的外孔对齐并插入外孔，然后逆时针旋转使凸榫滑动至内孔内固定。
[0018]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，公接头及母接头上设置有锁止槽，所述锁止槽为长条形凹槽结构，凹槽内设置插孔；还包括锁止销，所述锁止销为“C”形结构，端部进行倒角处理；将锁止销插入锁止槽及其内部的插孔内进行固定。
[0019]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，所述公线接头上端与钢绞线相连，公线接头包括公螺纹口及上导锥，公螺纹口与上导锥相连；所述母线接头下端连接钢绞线，母线接头包括母螺纹口及下导锥，母螺纹口与下导锥刚性相连；公螺纹口可活动旋转连接母螺纹口；将公螺纹口与母螺纹口对准，后旋转公螺纹口直至与其母螺纹口完全连接。
[0020]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，所述测量模块还包括太阳能电池板和天线，所述太阳能电池板位于数据收集器上方并为其供电；所述天线位于数据收集器侧方并传输数据。
[0021]上述适用于软土地层的多点位移测量装置中，所述数据收集器包含存储单元、储能单元、信号转化单元及通讯收发单元，由太阳能电池板供电；数据收集器通过通讯收发单元进行远程传输数据，储能单元可存储电能为数据的连续采集供电；信号转化单元将传感
器获取的位移数据转换成数字信号，以便存储和传输。
[0022]一种适用于软土地层的多点位移测量方法，其特征在于，采用上述适用于软土地层的多点位移测量装置，包括如下步骤：
[0023]步骤一：将首段护管下端公接头与端头上端母接头对齐并插入进行固定连接；
[0024]步骤二：将带有端头的第一段护管使用打桩机打入软土地层中，并将其顶部的母接头留在地层外，随后将第二段护管内钢绞线底部的公线接头与插入软土地层的第一段护管内钢绞线顶部的母线接头对齐，并拧紧公线接头使两段护管内钢绞线紧密相连；
[0025]步骤三：将第二段护管的公接头与预留于软土地层外第一段护管的母接头对齐并插入进行固定连接，随后使用打桩机将第二段护管打入软土地层中。
[0026]步骤四：重复步骤二至步骤三，直至端头达到预定深度，并静置一段时间待土体结构恢复；
[0027]步骤五：向上拉拔最后一段护管内钢绞线，钢绞线使横撑向外展开并将刃脚刺入软土地层中；
[0028]步骤六：将测量模块下部钢绞线上设置的公线接头与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于软土地层的多点位移测量装置，其特征在于，包括自下而上依次固联的端头(3)、锚固头(1)和测量模块(4)；锚固头(1)设置于中空的护管(2)内部；所述锚固头(1)包括条状的锚固基体(101)，所述锚固基体(101)包括开设有长条状的线孔(103)的左锚固基体(101
‑
1)和右锚固基体(101
‑
2)；右锚固基体(101
‑
2)边缘设置有连接左锚固基体(101
‑
1)的滑轨(102)，线孔(103)内穿有钢绞线(106)；左锚固基体(101
‑
1)及右锚固基体(101
‑
2)均设置有连接横撑(107)的支点(108)，横撑(107)另一端连接在钢绞线(106)上；锚固头(1)可活动的穿过贯通护管(2)的窄槽(203)；锚固头(1)之间平行设置带有导线孔(204
‑
1)的导线板(204)，每根钢绞线(106)穿过导线孔(204
‑
1)连接对应的锚固头(1)；所述测量模块(4)包括用于保护内部器件的护筒(401)；护筒(401)内固定设置有光栅尺位移传感器(402)，光栅尺位移传感器(402)连接钢绞线(106)。2.根据权利要求1所述的适用于软土地层的多点位移测量装置，其特征在于：左锚固基体(101
‑
1)及右锚固基体(101
‑
2)顶端设置有刃脚(104)，所述刃脚(104)为圆弧形，紧贴于护管(2)的窄槽(203)处设置有挡土板(105)，刃脚(104)可活动的穿过挡土板(105)；所述窄槽(203)宽度与刃脚(104)相同。3.根据权利要求1所述的适用于软土地层的多点位移测量装置，其特征在于：所述左锚固基体(101
‑
1)上的支点(108)在右锚固基体(101
‑
2)的线孔(103)内；所述右锚固基体(101
‑
1)上的支点(108)在左锚固基体(101
‑
2)的线孔(103)内。4.根据权利要求1所述的适用于软土地层的多点位移测量装置，其特征在于：所述护管(2)、端头(3)和测量模块(4)通过设置在两端或一端的公接头(201)和母接头(202)相互连接；所述公接头(201)包括管心(201
‑
1)和凸榫(201
‑
2)；所述母接头(202)包括外孔(202
‑
1)、内孔(202
‑
2)；将公接头(201)上的凸榫(201
‑
1)对准并插入母接头(202)上外孔(202
‑
1)，随后逆时针旋转公接头(201)使凸榫(201
‑
1)滑动到母接头(202)的内孔(202
‑
2)内固定连接。5.根据权利要求4所述的适用于软土地层的多点位移测量装置，其特征在于：所述端头(3)包括母接头(202)及尖头(301)；护管(2)下端公接头(201)上的凸榫(201
‑
2)与端头(3)上端母接头(202)上的外孔(202
‑
1)对齐并插入外孔(202
‑
1)，然后逆时针旋转使凸榫(201
‑
2)滑动至内孔(202
‑
2)内固定。6.根据权利要求4所述的适用于软土地层的多点位移测量装置，其特征在于：公接头(201)及母接头(202)上设置有锁止槽(205)，所述锁止槽(205)为长条形凹槽结构，凹槽内设置插孔；还包括锁止销(206)，所述锁止销(206)为“C”形结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尧，董星，郭张龙，杜旭超，陈厚先，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：