[发明专利]沉降杯监测系统及其测量方法

说明书

本发明公开了一种沉降杯监测系统，用于监测路基的沉降量，包括埋设在路基填土中的测量沉降杯、基座、设置在基座上的基准沉降杯、以及相连接的水管；每种沉降杯由水箱、水压计、入水口、排气口组成，入水口位于水箱的下部，排气口位于水箱的顶部，排气口设置有封口螺丝和设置在排气口与封口螺丝之间的第一密封圈；水压计固定在水箱的内侧壁上并通过导线与电源连接，导线四周与水箱之间的缝隙设置有第二密封圈；测量沉降杯的入水口通过水管与基准沉降杯的入水口连通。本系统测量各沉降杯的标高、以及其中水压计的压力值即可计算获得沉降量，测读方便，测量精度高，而且不受填土施工的影响。

技术领域

本发明涉及路基沉降量监测技术领域，尤其涉及一种沉降杯监测系统及其测量方法。

背景技术

现有沉降测量方法一般有水准测量，是通过用水准设备测量埋设在路基填土中的沉降板或者沉降标的标高而得到沉降量。此种方法的主要问题有：一是因仪器误差、测量操作误差、天气变化、施工环境影响等因素，导致测量误差较大；二是填土施工对测杆的影响甚至破坏，对测量精度影响较大，甚至导致测量中断。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种沉降杯监测系统及其测量方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种沉降杯监测系统，设置在路基填土中，用于监测路基的沉降量，包括测量沉降杯、基准沉降杯、基座以及相连接的水管；所述测量沉降杯埋设在所述路基填土中，所述基座设置在路基填土旁，所述基准沉降杯设置在基座上；每种沉降杯由水箱、水压计、入水口、排气口组成，所述入水口位于水箱的下部，所述排气口位于水箱的顶部，排气口设置有封口螺丝和设置在排气口与封口螺丝之间的第一密封圈；所述水压计固定在水箱的内侧壁上并通过导线与电源连接，所述水箱的上部设置有供所述导线穿过的接线孔，导线四周与接线孔之间的缝隙设置有第二密封圈；所述测量沉降杯至少设有一个，测量沉降杯的入水口通过水管与所述基准沉降杯的入水口连通。

水压计的设置，可方便读取基准沉降杯与测量沉降杯在任意时刻的水压力值，从而得到两者之间的压力差和高差；第一密封圈和第二密封圈的设置，避免系统内水向外溢出，保证两种沉降杯之间是由同一流体(水)连通的，从而两者水压计读取的压力值之差可以准确反映两者的高差。

所述水箱由底板、圆筒和顶盖组成；所述圆筒焊接在所述底板上，所述顶盖固定在圆筒的顶部且在连接处设置有第三密封圈；所述排气口开设在所述顶盖上。

所述底板、圆筒、顶盖均由钢材制成，且其内外表面均涂有防锈漆。钢材制成且表面涂有防锈漆的水箱，其结构稳固且耐用，使用寿命长。

一种沉降杯监测系统的测量方法，包括如下步骤：

步骤一：将作为测点和基准点的位置整平；

步骤二：把测量沉降杯埋设在位于路堤范围内的测点位置，把基准沉降杯埋设在路堤以外的基准点位置，并通过水管把测量沉降杯的入水口与基准沉降杯的入水口连接起来；

步骤三：给沉降杯灌水，直至水从排气口涌出时，用封口螺丝及第一密封圈密封排气口；

步骤四：检查系统的密封性，保证沉降杯监测系统处于密封状态，将各沉降杯的导线埋设在路基填土中；

步骤五：测读初始读数：基准沉降杯的标高和压力值分别为H_d0和P_d0，第j个测量沉降杯的初始压力值为P_j0；

步骤六：计算第j个测量沉降杯的初始标高：

其中γ_w为水的容重；

步骤七：测量第1次，基准沉降杯的标高和压力值分别为H_d1和P_d1，第j个测量沉降杯的压力值为P_j1；计算第1次测量时，第j个测量沉降杯的沉降：