[发明专利]一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及路基与土石坝变形监测系统技术领域，具体地，涉及一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统。

背景技术

路基与土石坝指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为带状构造物，是铁路、公路和水利工程的基础，一般用土料、石料或混合料修筑而成。

路基（subgrade，substructure），是由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构，也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成一条线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，俗称填方和挖方。铁路路基的作用是在路基面上直接铺设轨道结构。因此，路基是轨道的基础，它既承受轨道结构的重量，即静荷载，又同时承受列车行驶时通过轨道传播而来的动荷载（参见路基荷载）。路基同轨道一起共同构成的这种线路结构是一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差。因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速铁路，路基还应有合理的刚度，以保障列车高速行驶中的平稳性和舒适性。

路基本体包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地层中挖出的路堑，它直接支撑轨道，承受通过轨道的列车荷载，是路基的主体。路基本体根据地质条件和填筑材料的不同，又可分为路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖路基六种基本形式。

但是，目前路基监测的手段，存在测量效率低、测量误差大、测量成本高、测量参数不全面、不能实现自动监测等不足，不能满足我国道路高速发展特别是客运专线运行的需要。

土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。随着科技的进步和国民经济的发展，水利水电工程的建设规模和速度都在快速增长，随之而来的各种工程事故也层出不穷，所以，大坝的变形监测工作就显得尤为重要。我国相关规范规定,大坝变形是安全监测中重要的必测项目，已受到水利水电工程界的广泛重视。

土石坝的观测工作是通过各种仪器设备和工具，对正在施工和投入运用的结构物的变形、应力和渗流以及结构内部和其他集中的孔隙水压力，进行经常的、系统的观察和测量是检验、预测、法律和研究所必需的。土石坝自动化监测系统的建设是一项复杂的系统工程，它不仅要实现对现场采集单元的控制和数据远传功能，而且涉及了大量基于水工专业知识和统计理论知识的数据监控和报警问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在效率低、误差大、成本高、精确度低和自动化程度低等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，以实现效率高、误差小、成本低、精确度高和自动化程度高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心。

进一步地，所述监测单元，包括依次连接至所述数据采集单元的位移传感器和传感器适配电路。

进一步地，所述位移传感器，包括差分GPS位移监测装置。

进一步地，所述数据库管理单元，包括微控制单元，以及分别与所述微控制单元连接的存储单元和外部辅助设备；所述数据采集单元与存储单元连接，所述无线通信单元与微控制单元连接。

进一步地，所述外部辅助设备，包括分别与所述微控制单元连接的串行接口扩展和并行光电隔离接口。

进一步地，所述无线通信单元，包括分别与所述微控制单元连接的GPRS传输模块和GPS模块。

进一步地，所述远程监管中心，包括设在室内、且具有数据接收软件的计算机。

本发明各实施例的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，由于包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心，可以实现对路基变形的全天候、实时监测；从而可以克服现有技术中效率低、误差大、成本高、精确度低和自动化程度低的缺陷，以实现效率高、误差小、成本低、精确度高和自动化程度高的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。