[发明专利]一种旋转式分层沉降磁环及其配合沉降管的沉降监测方法

说明书

一种旋转式分层沉降磁环及其沉降监测方法，旋转式分层沉降磁环至少包括环形注塑壳、翼板、挡翼板和磁性体，环形注塑壳沿其外壁周围开设一圈卡槽，卡槽内均匀设置三个立柱；磁性体填充在环形注塑壳内并与所述环形注塑壳共享一个圆心；翼板设有三个、均匀嵌入所述卡槽内，各个翼板的尾端开一圆孔，圆孔套设在所述卡槽预留的立柱上，使得翼板的尾端与卡槽活动铰接，各个翼板的前端分别与一个挡翼板焊接，焊接处位于挡翼板沿竖向的一侧，当三个翼板均嵌入卡槽内时，挡翼板紧贴环形注塑壳，且挡翼板的竖向与环形注塑壳的横截面垂直。本发明分层沉降磁环旋转后与土体接触面积足够大，确保沉降磁环与周围土体沉降位移保持一致，准确监测土体沉降值。

技术领域

本发明涉及软土地基沉降监测领域，具体涉及一种旋转式分层沉降磁环及其配合沉降管的沉降监测方法，适用于在软土地基中监测深层土体沉降量。

背景技术

软土地基具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、低渗透性和低强度等特点，在上部荷载的作用下极易产生固结沉降，工程中软土地基的沉降变形预测与控制成为关键问题。分层沉降监测正是测定地基内部各分层土的沉降量、沉降速度以及压缩层厚度的有效方法，其操作是将磁力环套在沉降管上，采用钻孔方式一起埋入预设深度，通过探测头探测磁力环的位置来确定沉降值。传统的分层沉降磁环由磁力环和三只呈120度夹角的弹簧片组成，使弹簧片与埋入的土体接触并随之一起沉降，但因弹簧片与土体接触面积过小容易导致磁环脱离土体沉降，后来有研究者提出在磁力环外部上下端各均匀分布三个卡接体，下放的时候将上下端的三个卡接体分别捆扎于沉降管周，待捆扎材料溶解后卡接体散开至预设位置与土体同步沉降，但由于捆扎材料溶解速度并不确定，导致磁力环并不能准确地放至预设位置；并且卡接体与土体之间接触面积小，不能较好的和周围土体同步沉降。还有公开的旋转叶片式沉降环采用钢丝和弹簧的配合控制叶片张开，但是钢丝在随着沉降管下放几十米的地下之后，钢丝是很难拔出的，叶片不张开的情况下无法准确判断土体沉降，且钢丝拔出后不可重复监测。综上，使用传统的分层沉降磁环难以满足沉降监测要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有分层沉降磁环存在的上述不足，提供一种旋转式分层沉降磁环及其配合沉降管的沉降监测方法，分层沉降磁环旋转后与土体接触面积足够大，可以确保沉降磁环与周围土体沉降位移保持一致，能够准确监测土体沉降值。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种旋转式分层沉降磁环，至少包括环形注塑壳、翼板、挡翼板和磁性体，所述环形注塑壳为内部中空的环形体，环形注塑壳沿其外壁周围开设一圈卡槽，卡槽内均匀设置三个立柱，用于放置翼板；所述磁性体填充在环形注塑壳内，磁性体形成一个圆环并与所述环形注塑壳共享一个圆心；所述翼板设有三个、均匀嵌入所述卡槽内，各个翼板的尾端开一圆孔，圆孔套设在所述卡槽预留的立柱上，使得翼板的尾端与卡槽活动铰接，各个翼板的前端分别与一个挡翼板焊接，焊接处位于挡翼板沿竖向的一侧，当三个翼板均嵌入卡槽内时，挡翼板紧贴环形注塑壳，且挡翼板的竖向与环形注塑壳的横截面垂直。

进一步，所述卡槽的宽度为所述环形注塑壳宽度的一半。

进一步，所述卡槽的厚度为2～3mm，翼板的厚度为1.5～2mm(翼板的厚度略小于卡槽的厚度)。

进一步，还包括两个滚轮，两个滚轮可滚动地对称嵌在所述环形注塑壳内环表面，当旋转式分层沉降磁环套入两侧外表面带凹槽的沉降管时，滚轮卡入沉降管外表面的凹槽内；当旋转式分层沉降磁环和沉降管下放到预设位置时，滚轮不妨碍旋转式分层沉降磁环随土层一起沉降，且保证环形注塑壳与沉降管呈同心环连接。

进一步，在旋转式分层沉降磁环随沉降管沉入土体并旋转之前，所述环形注塑壳、卡槽和翼板构成同心圆；当旋转式分层沉降磁环随沉降管沉入土体并旋转后，所述挡翼板在受到土体一定方向挤压时带动所述翼板旋转打开(土体挤压作用使翼板随着挡翼板运动旋转并张开一定角度)。