本實用新型屬于路基監(jiān)測領域,具體為一種用于路基沉降自動觀測的參照感應帶。
背景技術:
公路路基常年受到車輛荷載的沖擊作用,尤其在局部區(qū)域水文氣候條件比較復雜,導致路基容易發(fā)生沉降變形。近年來,隨著交通運輸業(yè)的發(fā)展,車輛流量與日俱增,車輛荷載也有不斷增大的趨勢,甚至出現(xiàn)了超重車荷載超過設計荷載3~4倍的情況,這些因素嚴重惡化了路基的運營狀況。路基發(fā)生沉降將造成路面不平順,影響車輛運行的舒適性和安全性。在特殊部位,如橋頭位置,路基沉降過大會增加跳車的程度,形成的沖擊作用反過來會加速沉降,形成惡性循環(huán)。鐵路路基受到的荷載更大,平順性要求更高,因此對沉降的要求也更嚴格。
如圖1所示的路基,在使用一段時間后,由于底層路基80沉降坍塌,導致鋪路時的第一基層81、第二基層82、第三基層83跟隨沉降形成表面坍塌處85,最終導致路面84形成如圖示中的裂痕處86,如此造成路面84破壞,影響車輛通行,甚至會造成交通事故。
目前,國內(nèi)外通常用于道路路基沉降的測量方法包括:埋設沉降板,如圖2、圖3所示,在路基80整理完成后,在檢測符合基層鋪設條件后,在道路的中間隔離帶87位置鋪設好如圖3中所示的測量標組件,其包括設置在底端的底板70、與底板70垂直相連的底板立桿71以及露出路面的測量標72;然后每鋪設一層,放一層測量標組件,用以檢測該層的沉降情況。當路面鋪設完成后,定期檢測測量標72的高程信息,形成連貫性數(shù)據(jù),監(jiān)測沉降情況。因為路面若出現(xiàn)沉降,其會出現(xiàn)像圖2中右邊所示的底板70跟隨沉降的情況,從而反饋到測量標72的高程上,即某一基層發(fā)生沉降D,則代表該基層的測量標72的高程變化對應為D。
以上方式測試精度低,測試自動化程度低,而且只能反映某一點(放置了底板70位置)的沉降變化,而且需要路面結構支持,能夠有位置預埋測量標組件,而且對于預埋也有施工要求,操作繁瑣,比較難大面積推廣使用。
我們知道電阻=電阻系數(shù)×長度÷橫截面積,電阻應變片拉伸,則電阻絲柵拉長,同時橫截面積變小,所以電阻增大。因此可以考慮測量電阻應變片的電阻值大小來實際反應電阻的拉伸形變關系。
在此考慮將電阻應變設備預埋來代替測量標組件預埋,通過檢測電阻變化實時感知到路基層的沉降變化。本申請作為實驗組的參照組,為實驗組提供溫濕度的修正系數(shù),進一步提高實驗組的測試精度。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是針對以上問題,提供一種用于路基沉降自動觀測的參照感應帶,方便持續(xù)高效監(jiān)測路基沉降情況,提供一個同等溫度、濕度情況下的參照電阻值,便于精準測量;而且能連貫性地反饋整個路基截面的情況,靈敏度高,方便實用,不受道路條件限制。
為實現(xiàn)以上目的,本實用新型采用的技術方案是:一種用于路基沉降自動觀測的參照感應帶,它包括用于預埋在路基層中的相互拼接在一起的剛性管(1),各剛性管(1)通過柔性連接頭(9)拼接在一起;所述剛性管(1)內(nèi)分別設置有用于感應溫濕度變化,但不受路基沉降影響的電阻線圈(2),各個電阻線圈(2)相互絕緣,且分別單獨通過傳輸導線(3)運輸?shù)阶詈笠粋€剛性管(1)的末端;所述剛性管(1)的兩端密封,一端通過傳輸導線(3)連接到信號輸出端口(7)上。
進一步的,所述剛性管(1)的外表面設置有表層護套(6)。
進一步的,所述表層護套(6)采用柔性硅膠材料制成,且表層護套(6)的表面均布有若干抓地凸釘(61),硅膠層的厚度為1cm~2cm,抓地凸釘(61)的凸出高度為1cm~2cm。
進一步的,所述剛性管(1)采用不銹鋼材料制成。
進一步的,所述剛性管(1)內(nèi)設置的電阻線圈(2)分區(qū)固定在剛性管(1)內(nèi)部。
進一步的,所述剛性管(1)填充有用來固定電阻線圈(2)的惰性填充層(5)。
進一步的,所述惰性填充層(5)為硅膠。
進一步的,所述信號輸出端口(7)上設置有接線座(8)。
進一步的,所述柔性連接頭(9)包括用于與剛性管(1)螺紋連接的管端連接頭(91)以及兩管端連接頭(91)連接在一起的彈性密封連接件(92)。
本實用新型的有益效果:本實用新型一種用于路基沉降自動觀測的參照感應帶,方便持續(xù)高效監(jiān)測路基沉降情況,提供一個同等溫度、濕度情況下的參照電阻值,便于精準測量;而且能連貫性地反饋整個路基截面的情況,靈敏度高,方便實用,不受道路條件限制。
采用電阻應變測量裝置連續(xù)反映沉降路基層處的沉降變化情況,通過電阻應變測量裝置隨路基沉降而發(fā)生的拉伸導致的電阻變化來準確表征沉降數(shù)據(jù),其準確性和可靠性更強。
本實用新型中采用的獨特的參照組設計,能避免參照組數(shù)據(jù)受到影響,測試更加精準。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有路基結構以及沉降演示示意圖。
圖2為現(xiàn)有路基沉降測量演示示意圖。
圖3為現(xiàn)有路基沉降測量時使用的測量標組件示意圖。
圖4為本實用新型主剖視示意圖。
圖5為圖4中A處局部放大示意圖。
圖6為本實用新型連接處結構剖視示意圖。
圖中所述文字標注表示為:1、剛性管;2、電阻線圈;3、傳輸導線;4、密封端;5、惰性填充層;6、表層護套;61、抓地凸釘;7、信號輸出端口;8、接線座;9、柔性連接頭;91、管端連接頭;92、彈性密封連接件;
70、底板;71、底板立桿;72、測量標;
80、路基;81、第一基層;82、第二基層;83、第三基層;84、路面;85、坍塌處;86、裂痕處;87、中間隔離帶;
D1、D2、D3……分別為路基沉降檢測區(qū)。
具體實施方式
為了使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案,下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述,本部分的描述僅是示范性和解釋性,不應對本實用新型的保護范圍有任何的限制作用。
如圖4-圖5所示,本實用新型的具體結構為:一種用于路基沉降自動觀測的參照感應帶,它包括用于預埋在路基層中的相互拼接在一起的剛性管1,各剛性管1通過柔性連接頭9拼接在一起;所述剛性管1內(nèi)分別設置有感應溫濕度變化,但不受沉降影響的電阻線圈2,各個電阻線圈2相互絕緣,且分別單獨通過傳輸導線3運輸?shù)阶詈笠粋€剛性管1的末端;所述剛性管1的兩端密封,一端通過傳輸導線3連接到信號輸出端口7上。
優(yōu)選的,所述剛性管1的外表面設置有表層護套6。
優(yōu)選的,所述表層護套6采用柔性硅膠材料制成,且表層護套6的表面均布有若干抓地凸釘61,硅膠層的厚度為1cm~2cm,抓地凸釘61的凸出高度為1cm~2cm。
優(yōu)選的,所述剛性管1采用不銹鋼材料制成。
優(yōu)選的,所述剛性管1內(nèi)設置的電阻線圈2分區(qū)固定在剛性管1內(nèi)部。
優(yōu)選的,所述剛性管1填充有用來固定電阻線圈2的惰性填充層5。
優(yōu)選的,所述惰性填充層5為硅膠。
優(yōu)選的,所述信號輸出端口7上設置有接線座8。
優(yōu)選的,所述柔性連接頭9包括用于與剛性管1螺紋連接的管端連接頭91以及兩管端連接頭91連接在一起的彈性密封連接件92。
具體使用時,將本實用新型裝置預埋在如圖2中的路基層中,橫向貫通整個基層,然后將接線排7連接到電阻測量設備上,監(jiān)測電阻的變化情況,本實用新型裝置用做參照值使用,為參照組;同時與本實用新型并排預埋的有一組柔性管道,其內(nèi)部電阻結構與本實用新型的內(nèi)部結構相同,用于監(jiān)測沉降情況,為實驗組。
如圖4-圖5所示,埋在土層中的本實用新型裝置軟管,將路基的橫斷面分成了,D1、D2、D3……若干個沉降區(qū),實驗組的電阻線圈2隨土壤基層一起實現(xiàn)沉降,發(fā)生拉伸形變;而參照組的電阻線圈2只受溫濕度的影響,路基沉降對其沒有作用。
路面基層若出現(xiàn)沉降,實驗組中的柔性管道附著在基層上隨之發(fā)生沉降,則相應的實驗組中的電阻線圈2的電阻會被拉伸,其電阻值會增大;而同區(qū)域內(nèi)的參照組中,由于有剛性管1的保護,其內(nèi)部的電阻線圈2不發(fā)生拉伸變化,其到參照電阻值的作用;采用參照組的數(shù)據(jù)對實驗組結果進行修正,最終實驗組的電阻值變化即可反映路基沉降情況。
以上方法與圖1-圖3中的方法思路類似:都是通過在基層上預埋裝置的方法進行側面反饋基層的沉降情況;但是本申請能夠連續(xù)在基層的整個橫斷面進行設置,反饋基層的沉降更加準確真實,現(xiàn)有技術中只能反饋一個點的沉降情況;如圖4中所示,將每一層路基橫斷面分為D1、D2、D3……若干個路基沉降檢測區(qū)的話,現(xiàn)有技術(圖1-圖3所示)一般情況只能反饋中間某一個沉降檢測區(qū)的沉降情況,其并不能準確反映整個橫斷面的沉降情況;而本申請中如圖4所示,其電阻線圈2貫穿整個基層橫截面,能完整監(jiān)控每層路基的沉降情況。
我們知道,導線的電阻與導線的截面積有關,也同時與導線所處的溫濕度環(huán)境有關,本實用新型中采用的獨特的參照組設計,能將實驗組測試結果中非沉降因素的影響剔除,測試更加精準。
需要說明的是,在本文中,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。
本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述,以上實例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應當指出,由于文字表達的有限性,而客觀上存在無限的具體結構,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型原理的前提下,還可以做出若干改進、潤飾或變化,也可以將上述技術特征以適當?shù)姆绞竭M行組合;這些改進潤飾、變化或組合,或未經(jīng)改進將實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的,均應視為本實用新型的保護范圍。