[发明专利]一种总密度可按需调整的分层沉降磁环

说明书

本发明公开了一种总密度可按需调整的分层沉降磁环，包括刚性外壳，刚性外壳为内部中空的环形壳体，其中空部分填充磁性材料，刚性壳体中心具有供沉降管穿过的通孔，刚性外壳一端具有多个锚固片，刚性外壳环璧上设有与通孔同轴的环状凹槽；还包括弹性材料制成的弹性外壳，弹性外壳的内部中空构成密度调节材料的填入腔室，弹性外壳环璧上设有与填入腔室联通的启闭连接口，弹性外壳形状与刚性外壳外侧壁上的环形凹槽形状匹配，弹性外壳整体嵌入刚性外壳外环璧上的环状凹槽内。本发明可调节整体密度，沉降磁环的总体密度与其工作状态时周边土体的密度相等，消除了沉降磁环与周边土体重度不一致对沉降监测的影响，提高了分层沉降的观测精度。

技术领域

本发明涉及岩土工程中的分层沉降监测装置领域，具体是一种总密度可按需调整的分层沉降磁环。

背景技术

分层沉降观测是测定土体内部各分层土的沉降量、沉降速率以及压缩层厚度的有效方法，通常可采用分层沉降仪(分层沉降计)对土体进行分层沉降观测。分层沉降仪的测量系统主要由对磁性材料敏感的探头、带刻度的标尺、电感探测装置以及埋设于土层中的沉降磁环和沉降管组成。其中，沉降管一般由柔性塑料管制成，沉降管外每隔一定距离套设一个沉降磁环，地层沉降时带动沉降磁环同步下沉。当探头从钻孔中缓慢下放遇到预埋在钻孔中的沉降磁环时，电感探测装置上的蜂鸣器就会发出叫声，这时根据标尺在孔口的刻度，就可以计算沉降磁环所在位置与孔口的距离。通过对比随时间变化各沉降磁环所在位置的变化，得出各地层随时间的位移变化情况。

安装沉降磁环时，首先需要钻孔，钻孔完成后一般需要对孔底进行清洗，将套接有沉降磁环的沉降管放入钻孔中，沉降管可逐节连接至略深于预设监测点的深度处，沉降磁环一般置于地层分界处，利用纸线将沉降磁环固定在沉降管上，待纸线在钻孔中遇水后崩断，沉降磁环的锚固片弹开嵌入土体中后，用中粗砂填充沉降管外壁与钻孔内壁的间隙，然后固定沉降管管口，沉降磁环安装即可完成，后续可基于各沉降磁环进行分层沉降观测。

沉降磁环是沉降测量系统中的关键部件，外壳注塑成形，内安装磁性材料，与沉降仪的探头性能相配合。常见的沉降磁环如图1所示，其外壳体积固定，整体密度为定值，在后续使用过程中起总体密度无法发生改变。而分层沉降仪使用的环境千变万化，不同工程中沉降磁环周边土体的密度差别较大。如在滩涂围填工程中，土体通常为强度低、含水量大、渗透性差以及压缩性高的淤泥和淤泥质粘土，土体密度较小，沉降磁环埋设在该环境中进行沉降监测时，沉降磁环的密度往往大于周边土体的密度，即土体未发生沉降时沉降磁环也能由于自重而发生下沉，进而引起监测数据的不准确；而在一些低水位的高填方工程中，填土密度往往大于沉降磁环的密度，沉降磁环的下沉与土体的下沉往往不同步。可见，传统沉降磁环总体密度固定不变的设计方法，难以有效适应各类场地环境，有可能导致监测数据存在一定的误差。可见，有必要发展一种总密度可按需调整的分层沉降磁环。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种总密度可按需调整的分层沉降磁环，其结构简单、组装方便，可按需调整沉降磁环的总体密度，以便适应各类场地环境。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

总密度可按需调整的分层沉降磁环，其特征在于：包括刚性外壳，刚性外壳为内部中空的环形壳体，其中空部分填充磁性材料，刚性壳体中心具有供沉降管穿过的通孔，刚性外壳一端沿着环形安装有多个间隔均匀分布在通孔外周的锚固片，锚固片分别向外伸展延伸，所述刚性外壳环璧上设有与通孔同轴的环状凹槽；

还包括弹性材料制成的弹性外壳，弹性外壳的内部中空构成密度调节材料的填入腔室，弹性外壳环璧上设有与填入腔室联通的启闭连接口，弹性外壳形状与刚性外壳外侧壁上的环形凹槽形状匹配，弹性外壳整体嵌入刚性外壳外环璧上的环状凹槽内。

所述的总密度可按需调整的分层沉降磁环，其特征在于：所述弹性外壳通过张拉发生弹性变形套入或取出刚性外壳的环状凹槽内。