本發(fā)明屬于黃土地基濕陷，具體涉及一種黃土地基濕陷預警設備及預警方法。

背景技術：

1、黃土在一定壓力作用下受水浸濕后，結(jié)構(gòu)迅速破壞而產(chǎn)生顯著附加沉陷的性質(zhì)，稱為濕陷性。黃土產(chǎn)生濕陷的最根本原因是:它具有明顯的遇水連結(jié)減弱的有利于濕陷的特殊成分和結(jié)構(gòu)。濕陷性作為黃土的特殊工程性質(zhì)，若在浸水條件下，黃土地基產(chǎn)生過大的濕陷變形造成地基沉降，特別是不均勻沉降，會使建筑物發(fā)生傾斜、開裂甚至倒塌，影響正常使用。黃土濕陷具有突發(fā)性、致災性，為預防黃土濕陷造成的災害，急需發(fā)明提前預警方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種黃土地基濕陷預警設備及預警方法，用于解決背景技術提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術方案：一種黃土地基濕陷預警設備，包括：監(jiān)測裝置與監(jiān)測裝置互相通信連接的信息處理終端，監(jiān)測裝置包括豎直測桿，所述豎直測桿下端根據(jù)工程監(jiān)測需求埋入相應位置；所述豎直測桿的頂端設置有第一監(jiān)測裝置，所述豎直測桿的中端設置有第二監(jiān)測裝置，所述豎直測桿的下端位于地面之下設置有第三監(jiān)測裝置；所述第一監(jiān)測裝置包括第一感應裝置和第一通信裝置，所述第二監(jiān)測裝置包括第二感應裝置和第二通信裝置，所述第三監(jiān)測裝置包括第三感應裝置和第三通信裝置。

3、優(yōu)選的，所述第一感應裝置、第二感應裝置、第三感應裝置均設置有壓力傳感器、濕度傳感器。

4、優(yōu)選的，所述第一通信裝置、第二通信裝置、第三通信裝置均設置有定位節(jié)點和通信器。

5、優(yōu)選的，所述信息處理終端用于顯示預警位置信息，所述信息處理終端外部安裝有警報器，所述信息處理終端內(nèi)部安裝有電池。

6、優(yōu)選的，所述信息處理終端包括通信模塊和處理數(shù)據(jù)模塊；通信模塊為無線接收器，用于實時獲取地下土體濕度和壓力信息；處理數(shù)據(jù)模塊，用于轉(zhuǎn)換濕度為含水率，轉(zhuǎn)換關系為土壤濕度(％)＝土壤含水率(％)×干重度。

7、一種黃土地基濕陷預警設備的預警方法，包括以下步驟：

8、步驟s1：通過第一監(jiān)測裝置、第二監(jiān)測裝置和第三監(jiān)測裝置實時收集地下相應區(qū)域的地質(zhì)信息和位置信息，并傳遞信息到信息處理終端；

9、步驟s2：通過信息處理終端分析數(shù)據(jù)，判斷是否存在地基沉降風險；

10、步驟s3：發(fā)現(xiàn)地基濕陷變形風險，信息處理終端的警報器發(fā)出警報。壓力預警時，發(fā)出短促聲響及燈閃警報；含水率預警時，發(fā)出長鳴長亮警報。

11、優(yōu)選的，所述步驟1，具體包括以下步驟：

12、步驟s11：使用第一感應裝置、第二感應裝置和第三感應裝置的壓力傳感器和濕度傳感器監(jiān)測所在位置土體所受壓力和濕度信息；

13、步驟s12：通過第一通信裝置、第二通信裝置、第三通信裝置的定位節(jié)點和通信器傳遞第一感應裝置、第二感應裝置、第三感應裝置收集的壓力和濕度信息以及位置信息到信息處理終端。

14、優(yōu)選的，所述步驟2，具體包括以下步驟：

15、步驟s21：信息處理終端采集模塊收集第一通信裝置、第二通信裝置、第三通信裝置的定位節(jié)點和通信器傳遞的地基土體信息和位置信息，并將地基土體信息中的濕度信息預處理為含水率；

16、步驟s22：信息處理終端收集的壓力與預處理之后含水率對應的濕陷起始壓力進行對比分析；若未到達預設壓力閾值，則繼續(xù)步驟s23；若達到預設壓力閾值，則執(zhí)行步驟s3；

17、步驟s23:所述信息處理終端收集的含水率與步驟s21收集到的壓力條件下的濕陷起始含水率進行對比：若未到達含水率閾值，則重復步驟s1；若達到含水率閾值，則執(zhí)行步驟s3。

18、優(yōu)選的，所述步驟s22和所述步驟s23中所述信息處理終端根據(jù)所述黃土地基濕陷預警設備埋入地基處黃土的基本信息、各種因素作用下的濕陷起始條件以及建筑規(guī)范，預設所述總體評價指標對于所述黃土地基濕陷預警設備所處地基不同位置的壓力閾值和含水率閾值，根據(jù)地基內(nèi)部傳遞信息與不同位置的預設閾值進行對比之后，發(fā)出是或否執(zhí)行步驟s3。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、本發(fā)明通過信息處理終端，實時監(jiān)測地下相應位置的地質(zhì)條件，根據(jù)相應條件下濕陷起始條件，與閾值進行數(shù)據(jù)對比，判斷是否存在地基沉降風險；通過信息處理終端，收集的信息一旦超過警戒閾值，啟動警報器及時發(fā)出警報，并匯報濕陷風險區(qū)域位置，要求工作人員采取相關措施以預防黃土濕陷。

技術特征：

1.一種黃土地基濕陷預警設備，其特征在于，包括：監(jiān)測裝置(18)、與監(jiān)測裝置(18)互相通信連接的信息處理終端(1)，監(jiān)測裝置(18)包括豎直測桿(8)，所述豎直測桿(8)下端根據(jù)工程監(jiān)測需求埋入相應位置；所述豎直測桿(8)的頂端設置有第一監(jiān)測裝置(15)，所述豎直測桿(8)的中端設置有第二監(jiān)測裝置(16)，所述豎直測桿(8)的下端位于地面之下設置有第三監(jiān)測裝置(17)；所述第一監(jiān)測裝置(15)包括第一感應裝置(9)和第一通信裝置(10)，所述第二監(jiān)測裝置(16)包括第二感應裝置(11)和第二通信裝置(12)，所述第三監(jiān)測裝置(17)包括第三感應裝置(14)和第三通信裝置(13)。

2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一感應裝置(9)、第二感應裝置(11)、第三感應裝置(14)均設置有壓力傳感器、濕度傳感器。

3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一通信裝置(10)、第二通信裝置(12)、第三通信裝置(13)均設置有定位節(jié)點和通信器。

4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信息處理終端(1)用于顯示預警位置信息，所述信息處理終端(1)外部安裝有警報器(7)，所述信息處理終端(1)內(nèi)部安裝有電池(5)。

5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述信息處理終端(1)包括通信模塊和處理數(shù)據(jù)模塊；通信模塊為無線接收器，用于實時獲取地下土體濕度和壓力信息；處理數(shù)據(jù)模塊，用于轉(zhuǎn)換濕度到含水率。

6.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的一種黃土地基濕陷預警設備的預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟1，具體包括以下步驟：

8.根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟2，具體包括以下步驟：

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟s22和所述步驟23中，所述信息處理終端(1)根據(jù)所述黃土地基濕陷預警設備埋入地基處黃土的基本信息、各種因素作用下的濕陷起始條件以及建筑規(guī)范，預設所述黃土地基濕陷預警設備所處地基不同位置的壓力閾值與含水率閾值，根據(jù)地基內(nèi)部傳遞信息與不同位置的預設閾值進行對比之后，發(fā)出是或否執(zhí)行步驟s3。

技術總結(jié)
本發(fā)明的一種黃土地基濕陷預警設備及預警方法，包括：監(jiān)測裝置、與監(jiān)測裝置互相通信連接的信息處理終端，監(jiān)測裝置包括豎直測桿，所述豎直測桿下端根據(jù)工程監(jiān)測需求埋入相應位置；所述豎直測桿的頂端設置有第一監(jiān)測裝置，所述豎直測桿的中端設置有第二監(jiān)測裝置，所述豎直測桿的下端位于地面之下設置有第三監(jiān)測裝置；所述第一監(jiān)測裝置包括第一感應裝置和第一通信裝置，所述第二監(jiān)測裝置包括第二感應裝置和第二通信裝置，所述第三監(jiān)測裝置包括第三感應裝置和第三通信裝置。通過信息處理終端，收集的信息一旦超過警戒閾值，啟動警報器及時發(fā)出警報，并匯報濕陷風險區(qū)域位置，要求工作人員采取相關措施以預防黃土濕陷。

技術研發(fā)人員：王麗琴,董一震,王旭興,汪浩然
受保護的技術使用者：西安理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6