[发明专利]一种用于测量冻土区地层变形的装置

说明书

技术领域

本发明涉及冻土区测量领域，具体说是一种用于测量冻土区地层变形的装置。

 

背景技术

现如今，市场上存在着多种测量地层变形的仪器装置，如杆式位移计、磁环沉降仪等等，然而这些在常规地区应用较为成熟的仪器却由于多年冻土区较为恶劣的环境而在冻土区几乎没有得到应用。在多年冻土区，在上限以下冻土是一直存在的，不会随着季节的改变而融化。杆式位移计为了防止水分进入而不同部位分别包裹了过渡管和保护管，这两种套管直径不同会随土层的变形而产生相对滑动，但将杆式位移计埋于冻土中后，冻土会将套管产生相对滑动的部位冻结住，使得变形数据存在很大的误差，而且杆式位移计在安放时需要先将其组装完成后整体放进钻孔中，这就造成了由于长度太大而容易在安放过程中损坏；另外，磁环沉降仪在使用过程中发现其精度较低，而且需要人工定期去测量，这在人烟稀少的多年冻土区是非常不方便的。目前，在多年冻土区测量公路铁路路基变形应用普遍的仍然是水准仪观测，但是在采用水准测量过程中不仅费时费力，而且误差较大，使得变形数据波动甚是严重。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于测量冻土区地层变形的装置，适用于多年冻土地区的可以自动观测的变形装置，以代替目前较为费时费力的水准观测。

本发明的技术解决方案是：

一种用于测量冻土区地层变形的装置，包括顶板、拉线式位移传感器、护筒、护筒底板和沉降杆，顶板与护筒通过固定螺栓连接；护筒与护筒底板通过螺丝连接；护筒底板上焊接防水内筒；护筒内设有支架；支架上固定位移传感器；沉降杆的一端连接沉降杆底板，另一端穿过防水内筒，通过钢丝绳连接拉线式位移传感器；拉线式位移传感器通过信号线连接数采仪。

上述沉降杆外设有套管。

上述顶板与护筒之间设有垫片，或者密封圈。

上述护筒底板上设有防水内筒。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明采用拉线式位移传感器与数据采集仪、沉降杆的连接，可精确测得冻土区地层变形的位移数据，其中位传感器采用的是拉线式，测量范围可自由控制，来实现冻土区地层变形的精确测量。

2、本发明将拉线式位移传感器和沉降杆的一端放入护筒内，通过顶板的密封和防水内筒的隔水作用，可防止因水分进入冻结拉线式位移传感器而出现的测量误差问题。

3、本发明结构简单，现场分部安装可避免装置的损坏，操作方便，易于检修和维护。

 

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

图中：1-顶板、2-固定螺栓、3-拉线式位移传感器、4-护筒、5-支架、6-钢丝绳、7-护筒底板、8-防水内筒、9-沉降杆、10-套管、11-沉降杆底板、12-信号线

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1所示，一种用于测量冻土区地层变形的装置，包括顶板1、拉线式位移传感器3、护筒4、护筒底板7和沉降杆9，顶板1与护筒4通过固定螺栓2连接；护筒4与护筒底板7通过螺丝连接；护筒底板7上焊接防水内筒8；护筒4内设有支架5；支架5上固定位移传感器3；沉降杆9的一端连接沉降杆底板11，另一端穿过防水内筒8，通过钢丝绳6连接拉线式位移传感器3；拉线式位移传感器3通过信号线12连接数采仪。

沉降杆9外设有套管10。

实施例

现场安装时，首先钻取一个直径比沉降杆底板11稍大的孔洞，然后将沉降杆9放入孔洞之中，在沉降杆的外侧安装一层套管10，在沉降杆9与套管10之间抹上黄油以防止冻胀作用将沉降杆拔出。

在安装护筒4之前，首先将拉线位移传感器3固定在支架5上，然后将护筒4沿着螺丝拧紧在护筒底板7上。

在钻取的孔洞顶部将孔洞直径扩大以便能够将护筒4放入，沉降杆9从防水内筒8中伸入进护筒4中，沉降杆套管10与防水内筒8之间抹有黄油使得两者不仅可相对自由移动还能防止液态水或水汽进入护筒4中，沉降杆9顶端在护筒4内部露出1~2cm左右为宜。

然后将拉线位移传感器3的钢丝绳6端部与沉降杆9顶端固定连接，钢丝绳6的预留长度视地层厚度而定，当土体发生沉降时钢丝绳6可收进拉线位移传感器3内，当土体发生冻胀时钢丝绳6可从拉线位移传感器3内拉出。

最后利用固定螺栓2将顶板1固定于护筒4之上。

装置安装完成后，将与拉线式位移传感器3连接的信号线12伸出地表，并与数据采集仪连接，实现实时测量。