[发明专利]一种路基沉降监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及地基沉降监测技术，尤其是涉及寒冷地区的路基沉降监测系统。

背景技术

路基沉降监测是铁路和公路工程技术的重要内容，关系到铁路运行和公路运输的正常开展和安全保护。目前，路基分层沉降监测一般采用单点沉降计，将单点沉降计固定在待测土体深度范围内，人工或者自动采集压缩层沉降数据，通过对数据进一步处理得出待测深度土体的沉降值。

图1显示现有技术的单点沉降计，由沉降板1、电感式位移传感器2、伸缩节3、测杆4、护管5和锚头6构成，锚头6的上方连接带有护管5的测杆4，测杆4通过伸缩节3连接电感式位移传感器2，电感式位移传感器2固定在沉降板1的下侧。测量时，单点沉降计固定在路基待测土体深度范围内，锚头6设置在相对不动点的下层，沉降板1设置在待测土体上层。锚头6与沉降板1之间土体的沉降变形位移，由伸缩节3的伸缩量体现出来，并由电感式位移传感器2转变成电测量输出。

但是，现有技术的单点沉降计，只适用于在一般非寒地区的路基沉降观测，在冻土地区不能消除冻胀变形对路基沉降的影响。路基冻胀是冻土地区路基特有的破坏现象，由于路基沉降伴随着路基表面土体的冻融，普通单点沉降计的测量值是路基的沉降值减去路基表面冻融沉降值的差值，通过沉降计监测来单独研究路基沉降和冻胀变形就很难实现。

土体的冻胀是我国北方冻土地区普遍存在的地质现象，季节性冻土分布很广，约占全国面积的53.5%。而在季节性冻土区，迫切需要对冻胀变形进行系统深入的研究，也就需要适用于冻土地区路基沉降观测的仪器设备

发明内容

针对现有技术的单点沉降计在冻土地区不能消除冻胀变形对路基沉降的影响，本发明推出一种适宜冻土地区应用的路基沉降监测系统，其目的在于，采用带有发热管的防冻沉降计，通过发热管的散热，抑制热源影响范围内土体冻结，用电感式位移传感器测出正温范围内土体的沉降，通过数据处理得到不受冻胀变形影响的路基的实际沉降量；同时，将电感式位移传感器通过数据传输电缆与自动数据测试仪连接，自动数据测试仪通过通讯设备将收集的数据传往远程计算机，实现自动采集、动态监测和远程无线控制。

本发明涉及的路基沉降监测系统，包括防冻沉降计和自动数据测试仪，防冻沉降计和自动数据测试仪由数据传输电缆连接。防冻沉降计包括沉降板、电感式位移传感器、伸缩节、测杆、发热管和锚头，锚头上方连接测杆，测杆外侧设置发热管，发热管轴向设置螺旋电热合金丝并与外电源连接，测杆通过伸缩节连接电感式位移传感器，电感式位移传感器固定在沉降板的下侧。电感式位移传感器的输出端连接自动数据测试仪的输入端。

自动数据测试仪通过通讯设备和基站将测量数据远距离传输给远程计算机，实现多个测点的实时监测和数据采集分析。

测量时，单点沉降计固定在路基待测土体深度范围内，锚头设置在相对不动点的下层，沉降板设置在待测土体上层。与外电源连接的发热管对沉降计埋设范围产生热影响，使半径0.5-1m的圆柱土体温度在0℃以上，含水土体不发生冻胀变形。电感式位移传感器将伸缩节的伸缩量，即待测段土体沉降数据准确传输给自动数据测试仪，通过数据处理，得到排除冻胀影响的路基实际沉降值。自动数据测试仪记录的信息定时通过通讯网络远距离传输信号，通过通讯设备和基站将测量数据远距离传输给远程计算机，实现远程沉降实时监测和数据采集分析。

本发明所涉及的适宜冻土地区应用的路基沉降监测系统，采用带有发热管的防冻沉降计，通过发热管的散热，抑制热源影响范围内土体冻结，用电感式位移传感器测出正温范围内土体的沉降，通过数据处理得到不受冻胀变形影响的路基的实际沉降量。自动数据测试仪通过通讯设备将收集的数据传往远程计算机，一套设备可同时监测几百个测点，可实现对现场所有电感式位移传感器的自动采集、动态监测和远程无线控制。

附图说明

图1为现有技术的单点沉降计结构示意图；

图2为本发明涉及的路基监测系统设置示意图。

图中标记说明:

1、沉降板        2、电感式位移传感器

3、伸缩节        4、测杆

5、护管          6、锚头

7、发热管        8、热影响圆柱土体

9、数据传输电缆  10、自动数据测试仪

11、通讯设备     12、基站

13、远程计算机

具体实施方式