一種用于測量凍土區地層變形的裝置制造方法
【專利摘要】一種用于測量凍土區地層變形的裝置，包括頂板、拉線式位移傳感器、護筒、護筒底板和沉降桿，頂板與護筒通過固定螺栓連接；護筒與護筒底板通過螺絲連接；護筒底板上焊接防水內筒；護筒內設有支架；支架上固定位移傳感器；沉降桿的一端連接沉降桿底板，另一端穿過防水內筒，通過鋼絲繩連接拉線式位移傳感器；拉線式位移傳感器通過信號線連接數采儀。本發明采用拉線式位移傳感器與數據采集儀、沉降桿的連接，可精確測得凍土區地層變形的位移數據，其中位傳感器采用的是拉線式，測量范圍可自由控制，來實現凍土區地層變形的精確測量；另外頂板的密封和防水內筒的隔水作用，可防止因水分進入凍結拉線式位移傳感器而出現的測量誤差問題，本發明結構簡單，現場分部安裝可避免裝置的損壞，操作方便，易于檢修和維護。
【專利說明】—種用于測量凍土區地層變形的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及凍土區測量領域，具體說是一種用于測量凍土區地層變形的裝置。
[0002]
【背景技術】
[0003]現如今，市場上存在著多種測量地層變形的儀器裝置，如桿式位移計、磁環沉降儀等等，然而這些在常規地區應用較為成熟的儀器卻由于多年凍土區較為惡劣的環境而在凍土區幾乎沒有得到應用。在多年凍土區，在上限以下凍土是一直存在的，不會隨著季節的改變而融化。桿式位移計為了防止水分進入而不同部位分別包裹了過渡管和保護管，這兩種套管直徑不同會隨土層的變形而產生相對滑動，但將桿式位移計埋于凍土中后，凍土會將套管產生相對滑動的部位凍結住，使得變形數據存在很大的誤差，而且桿式位移計在安放時需要先將其組裝完成后整體放進鉆孔中，這就造成了由于長度太大而容易在安放過程中損壞；另外，磁環沉降儀在使用過程中發現其精度較低，而且需要人工定期去測量，這在人煙稀少的多年凍土區是非常不方便的。目前，在多年凍土區測量公路鐵路路基變形應用普遍的仍然是水準儀觀測，但是在采用水準測量過程中不僅費時費力，而且誤差較大，使得變形數據波動甚是嚴重。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種用于測量凍土區地層變形的裝置，適用于多年凍土地區的可以自動觀測的變形裝置，以代替目前較為費時費力的水準觀測。
[0005]本發明的技術解決方案是:
一種用于測量凍土區地層變形的裝置，包括頂板、拉線式位移傳感器、護筒、護筒底板和沉降桿，頂板與護筒通過固定螺栓連接；護筒與護筒底板通過螺絲連接；護筒底板上焊接防水內筒；護筒內設有支架；支架上固定位移傳感器；沉降桿的一端連接沉降桿底板，另一端穿過防水內筒，通過鋼絲繩連接拉線式位移傳感器；拉線式位移傳感器通過信號線連接數采儀。
[0006]上述沉降桿外設有套管。
[0007]上述頂板與護筒之間設有墊片，或者密封圈。
[0008]上述護筒底板上設有防水內筒。
[0009]本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點:
1、本發明采用拉線式位移傳感器與數據采集儀、沉降桿的連接，可精確測得凍土區地層變形的位移數據，其中位傳感器采用的是拉線式，測量范圍可自由控制，來實現凍土區地層變形的精確測量。
[0010]2、本發明將拉線式位移傳感器和沉降桿的一端放入護筒內，通過頂板的密封和防水內筒的隔水作用，可防止因水分進入凍結拉線式位移傳感器而出現的測量誤差問題。
[0011]3、本發明結構簡單，現場分部安裝可避免裝置的損壞，操作方便，易于檢修和維護。
[0012]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的裝置示意圖。
[0014]圖中:1-頂板、2-固定螺栓、3-拉線式位移傳感器、4-護筒、5-支架、6_鋼絲繩、7-護筒底板、8-防水內筒、9-沉降桿、10-套管、11-沉降桿底板、12-信號線
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
如圖1所示，一種用于測量凍土區地層變形的裝置，包括頂板1、拉線式位移傳感器3、護筒4、護筒底板7和沉降桿9，頂板I與護筒4通過固定螺栓2連接；護筒4與護筒底板7通過螺絲連接；護筒底板7上焊接防水內筒8 ;護筒4內設有支架5 ;支架5上固定位移傳感器3 ;沉降桿9的一端連接沉降桿底板11，另一端穿過防水內筒8，通過鋼絲繩6連接拉線式位移傳感器3 ;拉線式位移傳感器3通過信號線12連接數采儀。
[0016]沉降桿9外設有套管10。
實施例
[0017]現場安裝時，首先鉆取一個直徑比沉降桿底板11稍大的孔洞，然后將沉降桿9放入孔洞之中，在沉降桿的外側安裝一層套管10，在沉降桿9與套管10之間抹上黃油以防止凍脹作用將沉降桿拔出。
[0018]在安裝護筒4之前，首先將拉線位移傳感器3固定在支架5上，然后將護筒4沿著螺絲擰緊在護筒底板7上。
[0019]在鉆取的孔洞頂部將孔洞直徑擴大以便能夠將護筒4放入，沉降桿9從防水內筒8中伸入進護筒4中，沉降桿套管10與防水內筒8之間抹有黃油使得兩者不僅可相對自由移動還能防止液態水或水汽進入護筒4中，沉降桿9頂端在護筒4內部露出f 2cm左右為且。
[0020]然后將拉線位移傳感器3的鋼絲繩6端部與沉降桿9頂端固定連接，鋼絲繩6的預留長度視地層厚度而定，當土體發生沉降時鋼絲繩6可收進拉線位移傳感器3內，當土體發生凍脹時鋼絲繩6可從拉線位移傳感器3內拉出。
[0021]最后利用固定螺栓2將頂板I固定于護筒4之上。
[0022]裝置安裝完成后，將與拉線式位移傳感器3連接的信號線12伸出地表，并與數據采集儀連接，實現實時測量。
【權利要求】
1.一種用于測量凍土區地層變形的裝置，包括頂板(I)、拉線式位移傳感器(3)、護筒(4)、護筒底板(7)和沉降桿(9)，其特征是:頂板(I)與護筒(4)通過固定螺栓(2)連接；護筒(4)與護筒底板(7)通過螺絲連接；護筒底板(7)上焊接防水內筒(8);護筒(4)內設有支架(5);支架(5)上固定位移傳感器(3);沉降桿(9)的一端連接沉降桿底板(11)，另一端穿過防水內筒(8)，通過鋼絲繩(6)連接拉線式位移傳感器(3);拉線式位移傳感器(3)通過信號線(12)連接數采儀。
2.如權利要求1所述的一種用于測量凍土區地層變形的裝置，其特征在于:所述沉降桿(9)外設有套管(10)。
【文檔編號】G01B21/32GK103776417SQ201410014693
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】張虎, 張建明, 阮國鋒, 張致龍, 柴明堂 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所