[发明专利]一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统及其使用方法

权利要求书

1.一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统，其特征在于：包括盛土容器(18)、带有凹形卡槽的底座(17)、监测单元固定架(16)、解调器(19)、数据线(20)和用于控制所述模拟监测系统的数据处理和运行的计算机(21)；其中：所述盛土容器(18)设置在所述底座(17)的凹形卡槽内，盛土容器(18)包括形状可变的气体箱(2)、金属孔板(6)、导气管(7)、气体动力源的振动器(8)、增压/负压两用气泵(9)、用于获取盛土容器(18)内土层厚度的标尺(10)和固定杆(14)；所述金属孔板(6)设置在盛土容器(18)的底部凸起上；所述气体动力源的振动器(8)通过固定杆(14)与盛土容器(18)连接；所述增压/负压两用气泵(9)通过导气管(7)与形状可变的气体箱(2)连接；所述形状可变的气体箱(2)通过导气管(7)与盛土容器(18)连接；所述盛土容器(18)下部设置四个增压水泵(5)；所述盛土容器(18)底部设置三个负压水泵(4)及对应的抽水管(15)，所述抽水管(15)与盛土容器(18)连接；所述盛土容器(18)的外侧面上设有用于获取盛土容器(18)内水位压力的测压管(3)；所述监测单元固定架(16)固定于盛土容器(18)的顶部凹槽内，所述监测单元固定架(16)的上部设置三个监测单元(1)；所述监测单元(1)内设置有微型合成孔径雷达(11)、光学传感器(12)和四个距离传感器(13)。

2.根据权利要求1所述的一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统，其特征在于：所述监测单元(1)、负压水泵(4)、增压水泵(5)、气体动力源的振动器(8)和增压/负压两用气泵(9)分别通过数据线(20)与解调器(19)进行信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统，其特征在于：所述解调器(19)通过数据线(20)与计算机(21)进行信号连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统的使用方法，其特征在于：包括如下具体步骤：

步骤1、盛土容器的设置：首先将所述底座(17)放置于室内平整的地面上，然后将所述盛土容器(18)设置于所述底座(17)的凹形卡槽内进行固定；之后将所述金属孔板(6)设置于盛土容器(18)内；最后将所述增压/负压两用气泵(9)通过导气管(7)与形状可变的气体箱(2)连接；所述形状可变的气体箱(2)通过导气管(7)与盛土容器(18)连接；

步骤2、土样的装入：根据实地的土体分层，在盛土容器(18)内均匀的放入对应的土体至完成土样的装填；

步骤3、监测单元的设置：将所述监测单元(1)固定于固定架(11)上，将所述监测单元固定架(16)设置于盛土容器(18)的上部的凹槽内进行固定；

步骤4、监测系统的信号连接与校正：采用所述数据线(20)将监测单元(1)、负压水泵(4)、增压水泵(5)、气体动力源的振动器(8)、增压/负压两用气泵(9)分别与解调器(19)进行信号连接，将解调器(19)通过数据线(20)与计算机(21)进行信号连接；对监测系统进行校正；

步骤5、监测与数据的采集：利用所述监测单元(1)进行监测与数据的采集；通过所述计算机(21)控制增压水泵(5)，将所述盛土容器(18)内的水位调整至所需水位；再通过所述计算机(21)控制所述负压水泵(4)、增压水泵(5)、增压/负压两用气泵(9)和气体动力源的振动器(8)的组合方案对多成因地面塌陷的状况进行模拟监测。

5.根据权利要求4所述的一种多成因地面塌陷状况的模拟监测系统的使用方法，其特征在于：步骤5所述的负压水泵(4)、增压/负压两用气泵(9)和气体动力源的振动器(8)的组合方案为：A.增压/负压两用气泵(9)；或B.气体动力源的振动器(8)和增压/负压两用气泵(9)；或C.负压水泵(4)和增压/负压两用气泵(9)；或D.负压水泵(4)、增压/负压两用气泵(9)和气体动力源的振动器(8)。