[发明专利]一种适用于真空预压地基处理技术的地下水位测试装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空预压地基处理技术领域，具体地说是一种适用于真空预压地基处理技术的新型地下水位测试装置及其使用方法。

背景技术

研究真空预压加固过程中地下水位的变化规律，有利于进一步认识真空预压法加固地基的机理，更有利于对真空预压加固效果的评价和分析。然而，关于真空预压加固过程中地下水位的变化规律，一直以来都是业界争论和分歧的焦点。目前，主要有3种观点，分别为地下水位上升、地下水位不变以及地下水位下降。因此，如何简单而又有效地获取真空预压地基中地下水位的真实变化规律，已成为业界亟待解决的问题。

显而易见，“获取地下水位的真实变化规律”主要取决于地下水位测试方法的有效性和精确性。目前，真空预压地基处理技术领域中，地下水位测试方法主要有：①常规水位管法、②中国专利CN 2777511Y所公开的方法、③河海大学改进法（岩土工程学报-2009,Vol.31:48-51）。各自的不足分别为：①法的测试值并不是真空状态下地下水位的实际值，且②法已明确指出其局限性；②法能间接计算出真空状态下的地下水位值，但测试装置复杂、计算步骤繁琐、影响计算结果准确性的因素较多、也缺乏直观性。③法测试装置复杂、安装步骤繁琐、很难保证“内管与外管之间”的真空度与“密封膜下”的真空度一致，其测试值也不能完全代表真空状态下地下水位的实际值。相对于②法和③法而言，尽管①法存在局限性，但由于具有简单可行的优点，目前仍然广泛应用于工程实际。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有测试方法的不足，提供一种装置简单、安装方法简易、测试方法简便、测试结果准确、测试成本低、适用于真空预压地基处理技术的新型地下水位测试装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种适用于真空预压地基处理技术的地下水位测试装置，其特征在于包括：水位管、发射片、透光片及激光测距仪，

所述水位管由居于上部的主管及居于下部的滤管同轴连接而成，滤管的外壁包覆有排水板滤膜，滤管底部封闭，

所述发射片飘浮于所述水位管内的水面，

所述透光片覆盖并固定于所述水位管的管顶，所述激光测距仪位于所述透光片上方进行测试。

本发明还提供了一种地下水位测试系统，其包括水位管、发射片、透光片及激光测距仪、真空密封膜、润滑密封材料，

所述水位管由居于上部的主管及居于下部的滤管同轴连接而成，滤管的外壁包覆有排水板滤膜，滤管底部封闭，水位管垂直插设于待测量土体，主管露出于土体表面，

所述发射片飘浮于所述水位管内的水面，

所述透光片覆盖并固定于所述水位管的管顶，所述激光测距仪位于所述透光片上方进行测试，

所述真空密封膜从土体表面延伸至露出于土体表面的主管外壁并密封固定，

所述润滑密封材料填充于真空密封膜与露出于土体表面的主管外壁之间。

进一步地来说，水位管滤管与水位管主管连接处的标高不低于真空预压加固前地基中的地下水位标高。

所述主管和所述滤管密封连接。

本发明还提供了一种真空预压地基处理技术的地下水位测试方法，其采用了如上所述的地下水位测试装置，并采用以下操作步骤：

（1）将水位管垂直插入待测地基土体中至设计深度，其中滤管与主管连接处的标高应不低于真空预压加固前地基中的地下水位标高；

（2）往水位管内注入清水进行冲洗至管中水不再浑浊，将发射片放入管中，使其浮于水面；

（3）将透光片水平固定于主管管顶处，并确保平整性；

（4）真空密封膜包覆于主管露出土体表面的部分管段外壁及主管周围的土体表面；

（5）在真空密封膜与主管露出土体表面的部分管段外壁之间充填润滑密封材料；

（6）抽真空前，通过激光测距仪采集稳定的数据，作为地下水位初读数；

（7）真空预压过程中，通过激光测距仪进行跟踪测试，获取实时读数。

所述步骤5中的润滑密封材料为黄油等具有良好密封性和润滑性的胶体。

所述步骤5中，真空密封膜与主管之间通过真空密封膜材料绑扎固定。

具体地来说，所述使用激光测距仪采集数据依次按下述步骤进行：

①激光测距仪发射端紧贴固定于水位管主管管顶处的透光片；

②激光测距仪发射端对准水位管管中浮于水面上的发射片；

③激光测距仪连续发射激光束，同时自动获取并记录水位管管中水面至管口的距离；

④每次测试时，重复①～③。