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原文传递一种现场全面监测土的冻胀装置及其监测方法

专利名称：	一种现场全面监测土的冻胀装置及其监测方法
摘要：	一种现场全面监测土的冻胀装置及其监测方法。在寒区工程建设中，由于施工现场地质条件复杂，冻土的冻胀变形监测难度大、效率低、准确度差而导致冻土地区基础设施建设质量控制难以保证的问题。本发明的装置中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；本发明的方法是在测试区域内确定测点个数以及各个测点的分布位置，确定安装监测冻土冻胀变形装置的个数以及每个监测冻土冻胀变形装置的立柱所在位置，通过监测冻土冻胀变形装置获取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冻土冻胀变形全面情况。本发明用于冻土冻胀量的监测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	凌贤长
发明人：	凌贤长;杨英姿;徐定杰;凌瑜泽;凌润泽
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910240855.4
公开号：	CN109738480A
代理机构：	深圳汇策知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	迟芳
分类号：	G01N25/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	150006 黑龙江省哈尔滨市南岗区黄河路73号哈尔滨工业大学二校区土木工程学院
主权项：	1.一种现场全面监测土的冻胀装置，其特征在于：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。 2.根据权利要求1所述的一种现场全面监测土的冻胀装置，其特征在于：联结盘的中心处加工有中心孔，联结盘套装在立柱的顶部，联结盘的外圆周壁上设置有多个支撑体。 3.根据权利要求1或2所述的一种现场全面监测土的冻胀装置，其特征在于：立柱包括连接头、柱体和底座，所述连接头、柱体和底座从上至下依次固定连接制为一体，连接头的纵向截面形状为阶梯形。 4.根据权利要求3所述的一种现场全面监测土的冻胀装置，其特征在于：立柱上套装有保护套，保护套与立柱间隙配合，立柱和保护套之间的间隙内设置有密封套。 5.根据权利要求4所述的一种现场全面监测土的冻胀装置，其特征在于：位移传感器为非接触式的电涡流位移传感器、激光位移传感器和接触式的差动位移传感器或百分表。 6.根据权利要求5所述的一种现场全面监测土的冻胀装置，其特征在于：联结盘上设置有螺帽。 7.一种利用权利要求1所述的一种现场全面监测土的冻胀装置实现的监测方法，其特征在于：根据测试区域的冻土类型确定测试区域内测点个数以及各个测点的分布位置，根据各个测点的分布情况确定安装监测冻土冻胀变形装置的个数以及每个监测冻土冻胀变形装置的立柱所在位置，通过监测冻土冻胀变形装置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全面情况。 8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于：根据地质勘查报告划分测试区域中冻胀敏感冻土区和冻胀非敏感冻土区的个数，测量一个冻胀敏感冻土区的面积A1，将该冻胀敏感冻土区的地表面上划分多个第一小格，每个第一小格的面积为S1，每个第一小格内的中心位置即为一个测点的位置，该冻胀敏感冻土区内设置测点的个数N1＝A1/S1，同理，逐一确定其他冻胀敏感冻土区内测点个数分别为N2、N3...Nn；测量一个冻胀非敏感冻土区的面积B1，将该冻胀非敏感冻土区的地表面上划分多个第二小格，每个第二小格的面积为S2，每个第二小格内的中心位置即为一个测点的位置，该冻胀非敏感冻土区内设置测点的个数M1＝B1/S2，同理，逐一确定其他冻胀非敏感冻土区内测点个数分别为M2、M3...Mm；从而得到测试区域中总测点数，再准备对应数目的位移传感器及锚盘，确定立柱的安装位置。 9.根据权利要求7或8所述的监测方法，其特征在于：每个监测冻土冻胀变形装置的安装过程包括以下四个步骤：步骤一：查阅地质资料，获得该地区土壤未冻层的深度，开挖孔洞，人工夯打立柱，待立柱上表面与土体上表面平行、稳定后，记录立柱的底部至地表的初始距离L0，将保护套套装在立柱上，并用密封套密封保护套和立柱之间，在保护套的外侧分层回填沙土,分层捣实；步骤二：在立柱的顶部固定安装联结盘，联结盘上设置多个支撑体；步骤三：根据监测需求在每个测点处安装锚盘，在每个锚盘的正上方对应安装位移传感器，将位移传感器与记录仪表连接，在支撑体上调整位移传感器的初始位置使其处于最大或最小量程状态；步骤四：随着土体的冻胀上移，锚盘在冻胀层冻胀变形带动下向上移动，锚盘与位移传感器之间的距离逐渐缩短，位移传感器通过记录仪表将其输出的电压信号按照预先设置的通道采集、记录以及保存；锚盘与位移传感器之间的距离变化量为ΔL，ΔL即是冻土的冻胀变形，从而得到该测点位置处的土体冻胀率为ΔL/L0。 10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于：将测试区域内各个测点记录的冻胀层的冻胀量汇总，分析并评价出测定区域内冻胀层冻胀的全面情况。
所属类别：	发明专利