一种淤泥软基真空预压处理的自动化监测系统及方法与流程

本发明涉及岩土工程自动化监测，具体涉及一种淤泥软基真空预压处理的自动化监测系统及方法。

背景技术：

1、软基处理方法的选用直接影响到处理成本，成陆速度、处理质量和施工安全，也对上层建筑物的使用性能和使用寿命有间接影响。目前软基处理常用的主要方法有：有堆载预压法、真空预压法、真空联合堆载法、强夯法等。

2、现有的真空预压处理方法是真空预压法是在设置了水平和竖直排水通道的软基上进行密封膜下抽真空，抽去水和空气而产生真空，以大气压力作为预压荷载；通过降低地基的孔隙水压力，提高地基有效应力，从而加速地基固结。

3、目前对建设结构的监测往往都实现了自动化数据采集，如地表沉降大多数自动化采用静力水准，然而静力水准量程有限，无法满足真空预压地基沉降监测，并且对于大面积淤泥软基场地的真空预压处理地基监测来说，虽然已实现的自动化但仅为深层水平位移、孔隙水压力和地下水位的监测。并且通常在沉降监测前通常需要对淤泥软基真空预压状态进行分析，确定真空预压状态合格后在进行一段时间的沉降监测，但是现有沉降监测过程中对于地表沉降和分层沉降还是没有形成自动化监测，还是存在人工测读，也没有形成一个成套的自动化技术以及体系；导致监测过程中大面积淤泥软基沉降数据的误差较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种淤泥软基真空预压处理的自动化监测系统及方法，解决以下技术问题：

2、怎样实现高效且安全的自动化沉降监测过程并且提高监测过程沉降数据的精确性。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种淤泥软基真空预压处理的自动化监测系统，包括：

5、真空预压处理模块，用于对淤泥软基进行真空预压处理；

6、数据监测模块，用于实时监测真空预压处理模块的淤泥软基参数信息，并储存所述参数信息；

7、其中，所述参数信息具体包括：真空度参数va、温度参数te、湿度参数hu；

8、mcu数据采集装置，用于采集数据监测模块储存的参数信息，并将所述参数信息传输到数据分析模块；

9、数据分析模块，用于对mcu数据采集装置采集的数据进行预警分析：

10、当预警分析符合要求时，进行淤泥软基进行沉降状态预测；

11、当预警分析不符合要求时，生成预警信息；

12、沉降监控模块，用于对淤泥软基沉降状态进行实时监控，进而获取监控数据参数并生成控制策略；所述沉降监控模块包括沉降参数采集单元，用于对淤泥软基沉降状态进行实时监控；

13、控制模块，用于执行控制策略，实现控制沉降监测装置安全断电处理。

14、优选地，所述预警分析过程包括：

15、获取特定项数历史环境参数(te，hu)下的真空度参数va大小随时间变化的曲线ei；

16、将ei与对应的标准阈值区间[eilow，eiup]进行比对：

17、若ei∈[eilow，eiup]，则预警分析符合要求；

18、否则，预警分析不符合要求；

19、其中，i∈n，n为环境参数的项数，且n＞0；[eilow，eiup]表示第i项环境参数(te，hu)对应的标准阈值区间。

20、优选地，所述沉降状态预测包括：

21、通过公式计算出整体真空预压环境下的沉降状态系数set；

22、其中μi为第i项真空预压环境参数的权重系数；f为预设函数；γ1、γ2为预设权重系数；kh为渗透参数，e为孔隙比；k0为标准渗透参数，e0为标准孔隙比；

23、将set与预设阈值sa、sb进行比对大小：

24、若set≥sb，则判断整体沉降状态极差；

25、若sb＞set＞sa，则判断整体沉降状态较差；

26、若set≤sa，则判断整体沉降状态较优。

27、优选地，所述沉降监控模块还包括监控沉降位置设置的多个固定传感器传输数据情况；

28、且所述沉降监控模块的工作过程为：

29、通过设置的多个传感器获取监测区域的各项沉降状态参数，形成第一沉降参数集{a1，a2，…，an}，当第一沉降参数集中任一沉降参数未落入对应的阈值区间时，则发出警示信息；

30、通过沉降参数采集单元获取监控记录下的各项沉降状态参数，形成第二沉降参数集{b1，b2，…，bn}，当第二沉降参数集中任一沉降参数未落入对应的阈值区间时，则发出警示信息；

31、通过公式ci＝|ai-bi|计算出第i项沉降参数的偏差值，将ci与该项沉降参数预设的偏差阈值cdev进行比对：

32、若ci＜cdev，则判断传感器状态正常；

33、否则判断传感器监测状态异常，并发出异常指令。

34、优选地，所述沉降监控模块监控数据包括：分层沉降参数la、地表沉降参数su、深层水平位移参数de及地下水位参数gr；

35、所述沉降参数采集单元包括分层沉降监测装置、地表沉降自动监测装置、深层水平位移监测装置及地下水位监测装置；

36、所述分层沉降监测装置用于监控获取淤泥软基分层沉降参数；

37、所述地表沉降自动监测装置用于监控获取淤泥软基地表沉降参数；

38、所述深层水平位移及地下水位监测装置用于监控获取淤泥软基深层水平位移及地下水位变化参数。

39、优选地，所述控制模块执行控制策略的过程包括：

40、分别获取淤泥软基在特定环境下真空预压的沉降监控设备监测的分层沉降参数la、地表沉降参数su、深层水平位移参数de及地下水位参数gr的随时间变化的变化的曲线，分别为：hla、hsu、hde、hde；

41、分别获取曲线hla、hsu、hde、hde在监测时间t内的面积sla、ssu、sde、sde是否落入对应的标准阈值范围：

42、若否，则发出预警信息并对相应沉降监测装置进行断电处理；

43、若是，则进一步分析：

44、分别对曲线hla、hsu、hde、hde进行求导，获得曲线hla′、hsu′、hde′、hde′；

45、分别将hla′、hsu′、hde′、hde′与对应的标准阈值进行分别比对，若大于等于阈值则控制对应沉降监测装置进行断电，生成预警信息；若小于阈值则继续运行。

46、一种淤泥软基真空预压处理的自动化监测系统的监测方法，所述方法包括：

47、s1、通过实时监测真空预压处理过程中淤泥软基的真空度参数va、温度参数te、湿度参数hu并储存；

48、s2、利用mcu数据采集装置采集储存的参数信息，并传输参数信息；

49、s3、将采集的参数信息进行预警分析，判断淤泥软基沉降状态预测，并发出预警信息；

50、s4、通过沉降参数采集单元对淤泥软基沉降状态进行实时监控，获取监控数据参数并生成控制策略，判断沉降位置设置的固定传感器采集数据状态情况；

51、s5、执行控制策略并进行沉降监测装置的安全断电处理。

52、本发明的有益效果：

53、(1)通过设置真空预压处理模块并对淤泥软基进行真空预压处理；然后设置数据监测模块实时监测真空预压处理模块的淤泥软基参数信息，并储存参数信息；通过设置mcu数据采集装置保证对数据监测模块储存的参数信息的实时采集，同时将参数信息传输到数据分析模块；根据数据分析模块对采集的数据进行预警分析及对淤泥软基进行沉降状态预测保证接下来的沉降状态的监控的安全和顺利运行。

54、(2)通过沉降监控模块将需要对淤泥软基进行沉降状态；并对淤泥软基沉降状态进行实时监控，进而获取监控数据参数并生成控制策略，设置沉降参数采集单对淤泥软基沉降状态进行实时监控；保证传感器和沉降监测设备的相对安全，并且保证监控过程的自动化；设置控制模块执行控制策略，实现控制沉降监测装置安全断电处理。

55、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。