一种观测路基变形的数据采集系统技术方案

一种观测路基变形的数据采集系统。本实用新型专利技术提供了一种全面监测路基变形特性的数据采集系统，包括各种传感元件的布设位置、埋设工序、后期保护、数据观测等环节。该系统在基底和路堤内埋设了单点沉降计、分层沉降计、沉降板、水平位移计、测斜管和压力盒传感元件，能全面监测路基内多种变形参数，提高了监测数据的全面性；系统中传感元件的布设位置是在全面总结以往相关研究成果的基础上提出的，使得其更具科学性；本系统充分考虑了各种传感元件布设时施工的可操作性以及观测时的方便性；本系统传感元件埋设工序避免了施工机械对其可能造成的破坏，并提出了传感元件后期保护的技术措施，从而提高了观测系统的耐久性。本实用新型专利技术克服了以往数据采集系统传感元件埋设可操作性差、测试参数片面、传感元件成活率低等缺陷和不足。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于土工现场测试
，涉及一种观测路基变形的数据采集元器 件的布设方案，尤其能长期全面采集路基内应力应变动态变化的参数。
技术介绍
在国家大力兴建土木工程的背景下，大量公路(铁路)工程开始实施，同时对高速 公路(铁路)项目提出了更高的技术标准。随着工程项目向纵深发展，修筑在特殊地质条件 (如软土、黄土、风化岩等)下的路基越来普遍，路基沉降、边坡失稳时有发生。为预防事故的 发生，需对路基变形进行监测，观测路基变形特性的参数主要包括应力和应变两类参数，具 体包括垂直沉降、水平位移、侧向位移、竖向静压力、竖向动压力等参数。目前，观测路基变形的方案五花八门，大部分观测方案仅仅注重某项参数的测试， 或者埋设的传感元件成活率偏低，在短期内由于种种原因，元器件遭到破坏，数据采集工作 被迫中断。为了准确监测路基变形、总结路基变形特性，为相关理论研究工作提供一手资 料，为路基工程设计与施工提供依据，提出本数据采集系统。
技术实现思路
为了弥补以往监测路基应力应变的不足，本技术提供一种全面监测路基变形 特性的数据采集系统，本采集系统能全面监测路基的应力应变特性，所采用的埋设方案使 得元器件的成活率大大提高，能长期监测路基的应力应变参数。该系统在基底和路堤内埋设了单点沉降计I、分层沉降计2、沉降板3、水平位移计 4、测斜管5、压力盒6等传感元件，能全面监测路基内多种变形参数，提高了监测数据的全 面性；系统中传感元件的布设位置是在全面总结以往相关研究成果的基础上提出的，使得 其更具科学性；本系统充分考虑了各种传感元件布设时施工的可操作性以及观测时的方便 性；本系统传感元件埋设工序避免了施工机械对其可能造成的破坏，并提出了传感元件后 期保护的技术措施，从而提高了观测系统的耐久性。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下—种观测路基变形的数据采集系统，主要包括单点沉降计I、分层沉降计2、沉降 板3、水平位移计4、测斜管5、压力盒6、数据线7和数据采集房8，其特征是单点沉降计I 检测基底顶部沉降值，埋设在基底一定深度范围内，深度与路基填高相同，横向间距从路基 中心位置向两侧每隔Sm布设一处；分层沉降计2用来观测沉降孔不同深度处的沉降值，埋 设在基底中心位置一定深度内，深度与路基填高相同；沉降板3检测是路堤内不同深度处 的沉降值，从基底中心布设至路基顶面，每填高3m埋设一次；水平位移计4检测是土体内部 的水平位移，从中央分隔带向边坡方向水平布设，布设至距边坡2m处，左右幅各布设一处， 每填闻3m埋设一次；测斜管5检测土体基底或路堤侧向位移，在基底与路基内均有布设，基 底测斜管埋设在路基坡脚与排水沟之间，左右侧各布设一处，布设深度与路基填高相同，路 基测斜管布设在土路肩处，左右侧各布设一处，埋设至路基底；压力盒6检测的是路堤上覆±B3mm±b&í ±iìmmmmmnm* #^7ù#:tiì%fèSQ&Ufa 1 iM —S^iMàSfàWii^fi 8m —&b -/ABU if 2 It iJl t- 'tf- ilS- iS%fêi i li^t@l^] ; /lPI!S. 3í^íXri 3m;tJlìx ìX /KX'iàHTf 4 /KWi MS iM 2m &b,&b, ^±s^ 3m il X iX ; IlJ^4iW 5&b ,t^iMX^ji &fc , ^i!l#^U^—￡fc, iimMfê ij^ 6 t'^fiSSKM,3m mi^-ik,MXMffid)^u￡ij coon] #. . i+ i vm ì+ 2 &ìmmmmmìimmmimì%,ìmmì%mmi^^Mmvmmmi,^hXimmmmm)8Cm ^n^m^ un·U U 3 Mià 20cm f S3 it.^fflàI^/jcXfè#i+ 4 X#ffifê #Mi￡ 'Bié Tiii￡,íIIIé￡ 7 ;JüJ^eiSfè fLS^.^^JüJ^Itr rLjf li^Scm^éffl^^^jp#^ 8cmj i[H 7m&mw ; 8 / íIlJ^4iW 5êtJ IlJ^4iW;a:fêS;iSi Im, I BSJW^ 3is , mmm^mmmnmmmwm ° m igtêi1ìSM 50cmü^^b,B m f rfêM Mf ro ^SJMmi&i Q&ufaü- uftmufaü-2Mm^5&ìmm$Ammi-ìmM, tum/KXfèiHf 4is5^mmmmm^,^tt±m^mm%mmm ^^§k,Mifmmm 1 ftlimf^SIIUl^ft l .S 2图中1 一单点沉降计；2—分层沉降计；3—沉降板；4一水平位移计；5—测斜管；6—压 力盒；7—数据线；8—数据采集房。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1中，单点沉降计1检测的是其顶部沉降盘处的沉降值，分层沉降计2检测的是 沉降孔不同深度处的沉降值，沉降板3检测是路堤内不同深度处得沉降值，水平位移计4检 测是土体内部的水平位移，测斜管5检测是土体(基底或路堤)侧向位移，压力盒6检测的是 路堤上覆土层的压力(或行车动荷载)。图1中，h指的是路堤闻度,基底传感兀件埋设深度与路堤同闻,a指的是基底传感 元件埋设水平间距，b指的是路堤内传感元件深度方向埋设的位置，测斜管5位于路堤坡脚 外30cm处。图1中，各传感元件的数据线布设仅是示意，埋设时实际上先挖槽并铺垫细砂后 将数据线7引至一侧边坡、统一归并在数据采集房8内。图1中，为了避免图示混淆，只在路堤一侧示意出了水平位移计4或测斜管5的埋 设位置，实际上埋设时路堤两侧均要布设水平位移计4或测斜管5。图2中，以路基宽度为26m，路堤填高为16m为例，基底单点沉降计1和分层沉降计 2布设水平间距为8m，两侧布设至不足8m为止；水平位移计4和压力盒6沿深度方向布设 间距为3m，从基底出开始布设，布设至不足3m为止。单点沉降计1和分层沉降计2在路基填筑前用钻孔机预先钻孔埋设，将其埋设至 钻孔内后用细砂回填钻孔，在工作面(基底表面)横向挖槽并铺设8cm厚细砂后将单点沉降 计和分层沉降计的数据线引至边坡外，再用8cm细砂覆盖数据线后方可路基的填筑；沉降 板3周边20cm范围内不应用压路机压实，以免沉降板3偏位，应采用人工夯实机对其周边 进行压实；水平位移计4在工作面挖槽并铺设细砂后进行埋设，而后用细砂覆盖，并将数据 线7挖槽埋设后进行路基填筑；压力盒6应挖坑埋设，布设压力盒前在坑底铺设8cm厚细 砂，定位后再用8cm厚细砂覆盖压力盒，数据线7埋设同前；基底测斜管5在路基填筑前用 钻孔机预先钻孔埋设，路基内的测斜管在路基填筑完毕后在土路肩处钻孔后埋设。测斜管 基底(路基)上预留lm,以便观测。将所有传感元件数据线横向引至边坡，顺坡将所有数据线捋至坡脚观测房内。边 坡数据线埋设至50cm深度处，后期采取边坡防护措施对其进行保护。观测站房应牢固，房 顶应采取防水措施，房外墙面涂刷“高压危险”字样，房门应用铁门做成，以防破坏。基底内单点沉降计1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种观测路基变形的数据采集系统，主要包括单点沉降计(1)、分层沉降计(2)、沉 降板(3)、水平位移计(4)、测斜管(5)、压力盒(6)、数据线(7)和数据采集房(8)，其特征 是单点沉降计(1)检测基底顶部沉降值，埋设在基底一定深度范围内，深度与路基填高相 同，横向间距从路基中心位置向两侧每隔8m布设一处；分层沉降计(2)用来观测沉降孔不 同深度处的沉降值，埋设在基底中心位置一定深度内，深度与路基填高相同；沉降板(3)检 测是路堤内不同深度处的沉降值，从基底中心布设至路基顶面，每填高3m埋设一次；水平 位移计(4)检测是土体内部的水平位移，从中央分隔带向边坡方向水平布设，布设至距边坡 2m处，左右幅各布设一处，每填高3m埋设一次；测斜管(5)检测土体即基底或路堤侧向位 移，在基底与路基内均有布设，基底测斜管埋设在路基坡脚与排水沟之间，左右侧各布设一 处，布设深度与路基填高相同，路基测斜管布设在土路肩处，左右侧各布设一处，埋设至路 基底...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛玺荣，张晓燕，寇林田，韩萍，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：