一种埋入式真空预压真空度测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及大面积填海造陆真空预压加固软弱地基的真空度测量技术领域，更具体地，涉及一种埋入式真空预压真空度测量装置。


背景技术：

2.自20世纪80年代以来，真空预压法加固软弱地基在我国得到广泛应用和研究，使得我国各项真空预压技术及研究成果处于国际领先地位。随着我国经济快速发展，大部分沿海城市土地资源需求激增，大面积填海造陆成为目前的最佳解决办法，进一步推动了真空预压法处理软弱地基技术的发展。而现场真空度测量、特别是密封膜下真空度测量，是真空预压施工过程的重点监测项目，对土体预压加固效果、真空度消散、真空预压加固土体机理研究以及密封膜密封情况预警等都有重要意义。
3.目前国内真空预压领域膜下真空度测量多采用孔压计埋入砂垫层中测量真空度或真空管埋入砂垫层中真空表测量真空度。然而真空预压加固软弱土层时会抽排大量地下水，淹没孔压计。采用孔压计测量地下水位以下的膜下真空度时，直接测量的是超静孔隙水压力，根据研究结果显示超静孔隙水压力一般小于真空度值，两者之间可以通过经验公式进行换算，但存在仍计算误差。且孔压计埋入砂垫层中，无法重复利用，成本高昂，无法应用与大面积填海造陆真空预压法。真空管埋入砂垫层中，真空表测量的真空度，同样受管内有无地下水的影响，当真空管内无水时，真空表读数反映真实真空度，当真空管内有水时，真空表读数反映的是孔隙水压力值。
4.目前专利201810967795.1提出采用土工布包裹的真空探头埋入土层中，通过压力管连接真空压力表进行真空度测量。然而此专利存在诸多弊端，无法对膜下真空度进行有效测量。其一，真空探头采用土工布包裹，当将真空探头压入土层中时，存在土工布因磨蹭划破、脱落的可能。其二，压力管埋于土层中，存在因土体压缩量过大导致压力管弯折、堵塞的可能。其三，真空探头的结构只能阻隔土壤无法阻隔地下水，当真空探头置于地下水位以下时，地下水会涌入真空探头腔内，灌满真空探头空腔并阻隔探头气孔，此时真空压力表测得真空压力接近超静孔隙水压力但不等于膜下真空度，存在较大误差。
5.上述两种测量膜下真空度的技术方法皆需要人工采集记录数据，对于大面积填海造陆真空预压法，人力成本高昂。
6.有鉴于此，针对对上述问题进行深入研究开发一种可靠的适用于填海造陆真空预压真空度自动化测量装置及方法，非常有必要。


技术实现要素：

7.本实用新型提出一种埋入式真空预压真空度测量装置，适用于大面积填海造陆真空预压膜下真空度可靠有效的监测系统技术方案，可实现对膜下真空度自动化实时测量、信息化平台管理，且装置安装操作简便，有效降低真空预压膜下真空度测量成本。
8.根据本实用新型的一个方面，提供一种埋入式真空预压真空度测量装置，包括球
形腔体、气管密封接头和硅压传感器，所述球形腔体顶部设有进气口，所述气管密封接头装设在所述进气口处，所述硅压传感器设置在所述球形腔体内并与所述气管密封接头相连，所述气管密封接头外接数据采集仪；所述球形腔体包括透气不透水薄膜、gfrp纤维强化塑料外层和gfrp纤维强化塑料内层，所述透气不透水薄膜夹设在所述gfrp纤维强化塑料外层和gfrp纤维强化塑料内层之间，所述gfrp纤维强化塑料外层上设有梯形孔，所述梯形孔内嵌入有透水石。
9.在上述方案基础上优选，所述进气口上设有内螺纹，所述气管密封接头的外圆面设有外螺纹，所述气管密封接头通过螺纹装设在所述进气口，并在所述气管密封接头与所述进气口处设有密封圈。
10.在上述方案基础上优选，所述气管密封接头与所述球形腔体的连接处还设有防水密封胶。
11.在上述方案基础上优选，所述气管密封接头通过防水数据线外接数据采集仪。
12.在上述方案基础上优选，所述防水数据线内设有金属加强内衬。
13.与现有技术相比较，本实用新型的埋入式真空预压真空度测量装置，具有以下优点：
14.1.本实用新型采用的球形真空压力气腔探头，为三层结构，表层和底层为gfrp纤维强化塑料，壳身设有开孔，探头中间设有透气不透水薄膜，探头结构可阻隔土壤和水仅限气体自由出入探头腔体内，形成稳定真空气压腔，从而真正准确有效测量密封膜下真空度。
15.2.本实用新型所采用固定规格钢制软管压入不同的深度土层中的方法，可将球形真空压力气腔探头准确的压入所需测定真空度的深层土体处进行真空度测量。
16.3.本实用新型设计的监测装置设备，结构简便、坚固耐用、安装操作方法简单易行，适用于海滩高腐蚀性的环境。
17.4.本实用新型设计的真空预压膜下真空度自动化监测预警系统，可实现膜下真空度自动化实时测量、控制预警、信息化平台管理，节省真空度测量人力成本，并有效提高真空度监测的可靠性、预警及时性、信息反馈高效性。
18.5.本实用新型采用的真空压力测量装置和数据处理控制系统装置，可进行回收重复利用，节约资源，可进一步降低监测成本。
附图说明
19.图1为本实用新型的埋入式真空预压真空度测量装置的结构图；
20.图2为本实用新型的gfrp纤维强化塑料外层的结构图；
21.图3为本实用新型的透气不透水薄膜的结构图；
22.图4为本实用新型的gfrp纤维强化塑料内层的结构图；
23.图5为本实用新型的透水石的结构图；
24.图6为本实用新型的气管密封接头和硅压传感器的连接结构图。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
26.请参阅图1，并结合图2、图3、图4和图5、图6所示，本实用新型的一种埋入式真空预压真空度测量装置，包括球形腔体1、连接气管、气管密封接头2和硅压传感器3，其中，球形腔体1顶部设有进气口，进气口的内圆面设有内螺纹，而气管密封接头2的外圆面设有与内螺纹适配的外螺纹，气管密封接头2装设在进气口处，硅压传感器3设置在球形腔体1内并与气管密封接头2相连，气管密封接头2外接数据采集仪。
27.请参阅图2、图3、图4和图5本实用新型的球形腔体1包括透气不透水薄膜13、gfrp纤维强化塑料外层11和gfrp纤维强化塑料内层12，透气不透水薄膜13夹设在gfrp纤维强化塑料外层11和gfrp纤维强化塑料内层12之间，gfrp纤维强化塑料外层11上设有梯形孔，梯形孔内嵌入有透水石14，以达到阻隔土壤和水仅限气体自由出入探头腔体内，形成稳定真空气压腔。
28.而为了保证气管密封接头2通过螺纹装设在进气口，并在气管密封接头2与进气口处设有密封圈，并为了进一步保证其密封效果，本实用新型的气管密封接头2与球形腔体1的连接处还设有防水密封胶。
29.优选的，所述气管密封接头2通过防水数据线外接数据采集仪，并未了防止防水数据线在土层中被土压力折弯，影响其数据传输效果，本实用新型还在防水数据线内设有金属加强内衬。
30.其具体使用方法如下：
31.(1)使用时，在场地上，标定好需进行真空预压施工过程真空度监测的点位；
32.(2)将球形腔体1与硅压传感器3接头、防水数据线电缆组装连接，密封接口后，通过钢管套在防水数据电缆外将球形真空压力气腔探头顶入砂垫层0.5m深处，防水数据电缆伸出砂垫层，拔出钢管；
33.(3)铺设地表真空密封膜，真空密封膜与防水数据电缆接口处采用双层防水气密胶、塑料扎带绑扎密封；
34.(4)将硅压传感器3输出电缆与自动化数据采集仪连接，检查各接口密封性，完成组装；
35.(5)通过上位机连接数据处理控制模块，对各模块进行初始参数调试，并启动真空度自动化测量装置；
36.(6)远程计算机服务器通过无线网络、按照modbus协议接收真空度自动化测量装置上传的测量数据，并通过网络信息化平台展示监测数据、仪器设备状态、预警信息。
37.与现有技术相比较，本实用新型的埋入式真空预压真空度测量装置，具有以下优点：
38.本实用新型采用的球形真空压力气腔探头，为三层结构，表层和底层为gfrp纤维强化塑料，壳身设有开孔，探头中间设有透气不透水薄膜13，探头结构可阻隔土壤和水仅限气体自由出入探头腔体内，形成稳定真空气压腔，从而真正准确有效测量密封膜下真空度。
39.本实用新型所采用固定规格钢制软管压入不同的深度土层中的方法，可将球形真空压力气腔探头准确的压入所需测定真空度的深层土体处进行真空度测量。
40.本实用新型设计的监测装置设备，结构简便、坚固耐用、安装操作方法简单易行，适用于海滩高腐蚀性的环境。
41.本实用新型设计的真空预压膜下真空度自动化监测预警系统，可实现膜下真空度
自动化实时测量、控制预警、信息化平台管理，节省真空度测量人力成本，并有效提高真空度监测的可靠性、预警及时性、信息反馈高效性。
42.本实用新型采用的真空压力测量装置和数据处理控制系统装置，可进行回收重复利用，节约资源，可进一步降低监测成本。
43.最后，本技术的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。