[发明专利]复杂堆积体上铁路及站场路基空间长期变形智能监测方法

说明书

本发明公开了一种复杂堆积体上铁路及站场路基空间长期变形智能监测方法。该方法通过路基边坡表面的地表位移传感器结合路基内部串联设置的纳特传感器得到的监测数据，利用地表位移传感器测得边坡表面位移作为基准点，解决了传统分层沉降仪基准点选取较为困难的缺点；路基内部串联设置的纳特传感器采用磁场测量，测角精度达到0.01°，测量精度高；纳特传感器间串联采用新的万向节结构连接，传感器的灵敏度高，传感器尺寸十分灵活，可根据现场情况设置；纳特传感器平行埋设于地基内，通过感知所处环境大地磁场变化监测，减小来自外部磁场的干扰，同时选取纳特传感器的埋设布置路线短，减少成本。

技术领域

本发明涉及道路路基工程技术领域，尤其涉及一种复杂堆积体上铁路及站场路基空间长期变形智能监测方法。

背景技术

铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。铁路站场是指以车站为中心，线路的上行线和下行线两侧都设有进站信号机和出站信号机，站场是两侧进站信号机为界，里面都属站场。到发场，旅客候车厅，调车场，咽喉区，维修区，检修区等，牵出线，机车走行线等都包括在站场内。

在铁路工程建设过程中，路基沉降变形非常普遍且严重。据相关资料显示，沉降严重时累计可达数十厘米严重影响了铁路的正常运行。

在高速铁路路基施工中对其沉降量进行观测，主要就是对沉降量等数据进行分析来实时掌握其变化规律，一旦出现沉降量不符合要求的情况就需要针对性采取措施进行处理。也就是说通过路基沉降变形观测可以对填土速率进行调整，并且对沉降趋势进行预测，以此可以对预压卸载时间和其他部分的施工时间进行确定，以及对施工期间的沉降土方量进行计算。在对施工之后的沉降量进行预测之后，就可以采取相应措施将其控制在允许的范围之内，还可以对设计方案的合理性进行验证以及在此基础上进行设计方案的优化。

现有复杂堆积体上的铁路路基及站场路基有通过分层沉降仪来实现对铁路路基沉降变形的检测，但传统分层沉降仪基准点选取较为困难。

也有考虑使用纳特传感器来实现对铁路路基及站场路基沉降变形的检测，纳特传感器是通过磁场变化得到相对于本身轴线的角度变化值进而计算出位移值的仪器，所以对于磁场测量的准确性直接影响着监测的准确性。在使用中，纳特传感器容易受到周围环境中磁场等其他因素的干扰，在使用中应当尽可能减小外部环境因素对于传感器的影响。在传感器串联使用的情况下，相邻传感器采用万向节连接，万向节的制作工艺也会在一定程度上制约传感器的灵敏度。与此同时，对于一定长度的路基，减小纳特传感器的尺寸必然会增加仪器数量从而导致成本增加。综上所述，易受周围磁场影响、万向节制作工艺、成本是现有纳特传感器的三个主要缺陷。因此如何应用纳特传感器来实现对复杂堆积体上的铁路路基及站场路基沉降变形的监测是急需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明设计了一种复杂堆积体上铁路及站场路基空间长期变形智能监测方法。

本发明采用如下技术方案：

一种复杂堆积体上铁路及站场路基空间长期变形智能监测方法，其方法步骤为：

S1：在多层土体设置的复杂堆积体上铁路及站场路基内沿土层深度每隔一定距离分别布设一层纳特传感器，每层纳特传感器通过万向节结构相互串联布设；

S2：在复杂堆积体上铁路及站场路基内的每层纳特传感器两端边坡上分别对应设置有地表位移传感器；

S3：各纳特传感器和地表位移传感器分别沿复杂堆积体上铁路及站场路基按一定布置间距分段布置，并分别通过设置的信号收发器对外发送监测数据；

S4：通过路基边坡表面的地表位移传感器及路基内部设置的纳特传感器得到的监测数据，对路基的沉降变形参数进行监测，掌握路基变形情况。