[发明专利]一种采用五边形监测盘的水下土工膜监测方法

权利要求书

1.一种采用五边形监测盘的水下土工膜监测方法，其特征在于，包括的步骤如下：

步骤一，在库底或渠底水域内设置至少三行监测节点，构成奇数行或偶数行的监测节点阵列，其中，所述偶数行的各个监测节点分别设置在所述奇数行的各个相邻的两个监测节点间距区域之间，各个所述监测节点中包括设有的应力应变监测装置，位于偶数行的首个和尾个监测节点的应力应变检测装置中包括五边形监测盘和与所述五边形监测盘配套的五边形盖，在各个行内的监测节点中的应力应变监测装置之间连接有绳索，相邻行的相邻监测节点中的应力应变监测装置之间通过绳索连接构成三角形网孔，其中，相邻奇数行中的首个监测节点中的应力应变监测装置之间也连接绳索，相邻奇数行中的末端监测节点中的应力应变监测装置之间也通过绳索进行连接；

面向所述五边形监测盘，五边形监测盘的五个边包括相互平行的上直边和下直边，与所述上、下直边分别垂直的左直边，右侧边包括上段边和下段边，所述上段边的一端与上直边的右端部连接，所述下段边的一端与下直边的右端部连接，所述上段边和下段边的各自的另一端相互连接在一起并且上段边和下段边的连接交点远离所述五边形监测盘的左直边形成外凸，在所述五边形监测盘内的中部设有集线台，所述集线台上设有接线塞，在靠近所述集线台的上侧和下侧的边缘分别各设置一对螺栓孔，两对螺栓孔均关于集线台中心对称，所述五边形监测盘中在靠近所述集线台的右侧的边缘设有一个螺栓孔，其中，集线台的右侧的边缘的螺栓孔的径向中心正对所述上段边和下段边的连接交点形成的顶角且位于该顶角的角平分线的延长线上，而所述集线台的上侧、下侧边缘各设置的一对螺栓孔的径向中心，处在所述五边形监测盘上、下直边的两端所在的两对顶角相互交叉连接的对角线上，五个连接片的一端通过螺栓分别与螺栓孔配合而紧固在集线台上，五个连接片的另一端分别各自独立连接有应力应变传感器，在每个应力应变传感器的远离所述连接片的另一端设有紧固孔，压板通过螺栓与紧固孔的配合将绳索的一端压接在应力应变传感器远离所述连接片的另一端上，所述五边形监测盘的侧壁上设有防水塞，五个所述绳索通过防水塞穿出侧壁与相邻的其他监测节点连接，五个所述应力应变传感器的信号线分别通过所述接线塞与本行内的控制总线电连接；

所述接线塞设置在五边形监测盘的盘体中的集线台位置；所述接线塞包括由盘体内穿出的中空管以及与中空管露出盘体一端连接的法兰盘，在所述中空管内壁上安装多个凸起柱，所述凸起柱位于中空管的径向方向上，多个所述凸起柱沿所述中空管的轴向方向排布，在所述中空管露出盘体外部的管口位置以及管内凸起柱之间设有若干气囊，所述气囊之间通过联通管联通，信号线穿过所述气囊和凸起柱的间隙伸到盘体外；

在绳索途经的水库底或渠底的地面设置绳索限位装置，绳索限位装置包括上安装座，所述上安装座的左、右两个侧边设置翻沿，所述翻沿上设有安装孔，在所述上安装座的下底面设有上凹槽管，所述上凹槽管通过并平行所述上安装座的左、右对称中心轴线，所述上凹槽管为下方开口的凹槽管，在上凹槽管的中段一侧上设有侧壁镂空孔，所述上安装座与位于正下方的下安装座配合连接，所述下安装座上与所述上凹槽管对应位置设有下凹槽，在所述下凹槽对应上凹槽管的侧壁镂空孔位置设有棘轮，所述棘轮通过棘轮主轴与下安装座正下方的锥形体配合，所述锥形体包括上部平面和下部的锥形钻，锥形钻的侧壁上设有螺旋纹，在所述上部平面的径向中心位置设有沿下部的锥形钻的轴向轴线方向的沉孔，位于所述锥形钻上且靠近上部平面的两个相对侧壁上设有径向缺口，所述径向缺口和所述沉孔之间联通，所述棘轮主轴与所述沉孔配合，所述棘轮主轴的下端与下方的横扭杆的中部连接，所述横扭杆的两个端部位于所述径向缺口内；

步骤二，监测节点阵列中的各个绳索之间保持张紧并将各个监测节点上设有的应力应变检测装置固定安装在土工膜朝下的一面上，将土工膜连同朝下一面上的监测节点的应力应变检测装置一起敷设在水下的库底或渠底表面上，各个行中的监测节点中的应力应变监测装置均与本行的控制总线连接，各个行的所述控制总线均与堤坝上设置的控制箱电连接；

步骤三，当任意一处土工膜发生形变，位于土工膜背面的相应位置的监测节点中的应力应变监测装置首先感受到应力作用而发出数据信号，同时，与该应力应变监测装置相连接的绳索受到牵扯，使周边监测节点中的应力应变监测装置也感受到土工膜的形变而发出数据信号，各个所述数据信号都会通过各自所在行的控制总线传输至控制箱中，控制箱中的控制器将各个数据信号上传至云端服务器，控制中心的中心服务器的内部程序对发出信号进行时间排序以及将信号与土工膜所受应力峰值的阈值下限比较，舍弃小于阈值下限的应力峰值信号，记录大于阈值下限的应力峰值信号，阈值下限设为80～140N/125px，其中N单位为牛顿，px为像素；将信号峰值最大或最先发出信号的应力应变监测装置所在监测节点的坐标作为土工膜形变或破损位置的位置坐标；获悉该坐标信号的技术人员对相应的监测节点及其周围区域进行排查，即可获得相对精准的土工膜形变或破损位置，为进一步应急处理提供技术支持。