【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种淤泥地层沉降监测技术，具体涉及一种监测淤泥地层沉降的装置。
技术介绍
1、在海洋工程修建过程中经常会遇到深厚淤泥层，为了满足承载要求及控制沉降，设计过程中通常选择桩基础。然而，由于目前对深厚淤泥层桩基与周围淤泥层相互作用机理认识不清，为了保证工程安全桩基设计过程中会偏于保守，使得设计桩长提高、桩径增大，最终造成工程造价提高、碳排放量增大。在要求降低工程造价、减少碳排放的条件下，选择最优桩型是本领域人员亟待解决的技术问题。为了解决上述技术问题，首先需要探明桩基与周围淤泥层的相互作用机理，而探明桩与淤泥层相互作用机理的关键是要发现深厚淤泥层中桩基与周围地层的沉降规律。
2、从受力方式分类，桩基可以分为端承桩和摩擦桩。端承桩又可以进一步细分为完全端承桩和摩擦端承桩，摩擦桩又可以进一步细分为完全摩擦桩和端承摩擦桩。如果桩顶竖向荷载完全由桩端阻力承受就称为完全端承桩，如果桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受，部分由桩侧摩阻力承受就称为摩擦端承桩，如果桩顶竖向荷载完全由桩侧摩阻力承受就称为完全摩擦桩，如果桩顶竖向荷载主要由桩侧摩阻力承受，部分由桩端阻力承受就称为端承摩擦桩。
3、桩侧所受地层摩阻力如图1所示，当桩发生沉降时，桩相对于地层发生向下的相对位移，由于摩阻力与相对位移方向相反，因此桩受到周围地层向上的摩阻力。然而在深厚淤泥地层中，淤泥压缩性较大，桩侧所受摩阻力性质（正摩阻力、无摩阻力和负摩阻力）取决于桩与淤泥层的相对沉降。
4、如图2a所示，当桩身局部位置沉降大于桩侧淤泥层沉降时，该位
5、在图2a中，对于深厚淤泥地基，桩侧淤泥层对桩身产生正摩阻力表明淤泥层对桩基产生支持作用，淤泥层对桩基承载力产生贡献。在图2b中，桩身沉降等于周围淤泥层沉降时，此时桩侧没有受到周围淤泥层的摩阻力，此时桩侧淤泥层对桩基承载力即没有产生支持作用也不会降低桩基承载力。在图2c中，桩侧淤泥层对桩身产生负摩阻力则表明淤泥层对桩基产生消极作用，即淤泥层对桩基施加了荷载作用，使得桩基实际承载力降低。在桩基施工过程中，人们希望图2a所示的桩侧淤泥层对桩基产生正摩阻力，如果不能实现上述目标，图2b所示的桩侧淤泥层对桩基不产生作用力也是可以接受的，人们不希望看到图2c所示的桩侧淤泥层对桩基产生负摩阻力，因为桩侧产生的负摩阻力会降低桩基实际承载力。
6、在深厚淤泥层桩基施工过程中，目前由于没有专门用于监测深厚淤泥层桩基周围地层沉降的装置，导致技术人员不清楚桩侧淤泥层对桩基的作用形式（正摩阻力、无摩阻力和负摩阻力），为了保证工程安全只能假设该工程为最不利情况，即淤泥层对桩身产生负摩阻力，进而在桩基施工时，人们会偏于保守，将桩基选定为完全端承桩，即将桩基完全跨过深厚淤泥层打入下部坚硬地层。由于技术人员假设桩侧淤泥层会对桩基产生消极作用（负摩阻力），因此使得施工的桩基桩径提高、桩长增大，上述过程必然导致工程造价提高、碳排放量增大。
7、目前，用分层沉降仪实施地层沉降监测。分层沉降仪主要由探测器、沉降管和沉降环等组成，探测器尾部固定有测尺。分层沉降仪测量地层沉降过程为：首先将沉降环埋入测量位置，然后埋入沉降管，将探测器放入沉降管中，探测器内部装有磁感应器，当探测器深入地层中达到埋入沉降环的位置时，探测器的电流会发生变化进而引起蜂鸣报警，此时读取测尺读数就可以换算出地层的沉降数据。淤泥是指在静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成富含有机物的粘性土，一般淤泥的天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于1.5，具有力学强度低、压缩性强的特点。因此，当采用分层沉降仪测量淤泥地层的沉降时，由于淤泥层力学强度低、压缩性强，沉降环并不会随淤泥地层发生沉降，造成分层沉降仪不能实现淤泥地层的沉降监测。
技术实现思路
1、针对分层沉降仪存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种监测淤泥地层沉降的装置，它能避免分层沉降仪的沉降环不随淤泥地层发生沉降的问题，能够准确监测得到淤泥地层的沉降数据。
2、本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括基准管、滑动管和电阻式位移传感器，所述基准管在至少一个管段位置开有对称的管壁切口，各段管壁切口下方基准管管筒内固定有水平的基准管支架，电阻式位移传感器安装在基准管支架上；滑动管外壁圆盘构成沉降盘，滑动管滑动套在基准管外壁，滑动管封盖各段管壁切口，滑动管支架穿过管壁切口固定在滑动管内，滑动管支架按压电阻式位移传感器顶部的拉杆。
3、滑动管带有沉降盘，沉降盘面积较大，使得沉降盘与周围淤泥层接触面积较大，则沉降盘能够随淤泥地层一起沉降，进而能够通过电阻式位移传感器得到滑动管相对于基准管的沉降值。又由于基准管的整体沉降可以通过测量基准管顶高程实现，因此将滑动管相对于基准管的沉降与基准管的整体沉降二者数据求和得到各淤泥地层实际的沉降值。本专利技术测量淤泥地层沉降结果准确、有效，避免了分层沉降仪的沉降环不沉降造成的测量困难。
4、本专利技术的技术效果是：能够准确监测得到淤泥地层的沉降数据。使用本专利技术的装置能探测桩基周围地层的沉降规律，确定桩侧淤泥层对桩基的作用形式，从而实现为淤泥层地基选择最优桩型，达到降低工程造价、减少碳排放的目标。
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1.一种监测淤泥地层沉降的装置，其特征是：包括基准管（1）、滑动管（2）和电阻式位移传感器（3），所述基准管（1）在至少一个管段位置开有对称的管壁切口（11），各段管壁切口（11）下方基准管（1）管筒内固定有水平的基准管支架（12），电阻式位移传感器（3）安装在基准管支架（12）上；滑动管（2）外壁圆盘构成沉降盘（21），滑动管（2）滑动套在基准管（1）外壁，滑动管（2）封盖各段管壁切口（11），滑动管支架（22）穿过管壁切口（11）固定在滑动管（2）内，滑动管支架（22）按压电阻式位移传感器（3）顶部的拉杆。
2.根据权利要求1所述的监测淤泥地层沉降的装置，其特征是：所述基准管支架（12）、滑动管支架（22）为对称三叉形支板，支架的交点为固定或按压接触电阻式位移传感器（3）的支撑台或作用点。
3.根据权利要求1或2所述的监测淤泥地层沉降的装置，其特征是：在基准管（1）与滑动管间隙（2）位置设有SBS柔性体改性沥青防水卷材（4）。
【技术特征摘要】
1.一种监测淤泥地层沉降的装置，其特征是：包括基准管（1）、滑动管（2）和电阻式位移传感器（3），所述基准管（1）在至少一个管段位置开有对称的管壁切口（11），各段管壁切口（11）下方基准管（1）管筒内固定有水平的基准管支架（12），电阻式位移传感器（3）安装在基准管支架（12）上；滑动管（2）外壁圆盘构成沉降盘（21），滑动管（2）滑动套在基准管（1）外壁，滑动管（2）封盖各段管壁切口（11），滑动管支架（22）穿过管壁切口（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李长清，边金，张会领，孙心如，周瑶，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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