本實(shí)用新型涉及土體監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種土體沉降傳感器及土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有沉降監(jiān)測一般為全站儀監(jiān)測，靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測。

全站儀的監(jiān)測需要人工逐點(diǎn)監(jiān)測，耗時耗力，不能實(shí)時監(jiān)測，且監(jiān)測精度與人員操作有關(guān)，測量誤差大。靜力水準(zhǔn)儀可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，不過靜力水準(zhǔn)儀使用連通器，使得靜力水準(zhǔn)儀較大，各監(jiān)測點(diǎn)之間需要水管聯(lián)通，安裝不便；且傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀采用電磁式監(jiān)測，在電磁干擾下監(jiān)測誤差較大。

現(xiàn)有技術(shù)中的一種監(jiān)測土體沉降的傳感器相比于人工逐點(diǎn)監(jiān)測和靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測節(jié)省了人力物力，還提高了監(jiān)測精度。但是，在對土體進(jìn)行分層監(jiān)測時，需要將多個傳感器一個一個分別埋進(jìn)土體的不同層段內(nèi)，預(yù)埋工作量較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種土體沉降傳感器及土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對土體進(jìn)行分層監(jiān)測時傳感器的預(yù)埋工作量大的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種土體沉降傳感器，包括：多個沉降管，沉降管的兩端設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)，相鄰兩個沉降管通過連接結(jié)構(gòu)連接；多個沉降環(huán)，各沉降管的外側(cè)套設(shè)有一個沉降環(huán)；多個光纖光柵監(jiān)測部，各沉降管內(nèi)設(shè)置有一個光纖光柵監(jiān)測部，光纖光柵監(jiān)測部與沉降環(huán)連接。

進(jìn)一步地，連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在沉降管兩端的螺紋結(jié)構(gòu)，相鄰兩個沉降管通過螺紋結(jié)構(gòu)螺紋連接。

進(jìn)一步地，沉降管的第一端的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，沉降管的第二端設(shè)置有凸起部，凸起部的外周設(shè)置有外螺紋，一個沉降管的凸起部嵌設(shè)在另一個沉降管內(nèi)壁處并螺紋連接。

進(jìn)一步地，土體沉降傳感器還包括保護(hù)蓋，保護(hù)蓋蓋設(shè)在沉降管的第二端以遮擋凸起部。

進(jìn)一步地，凸起部具有第一過線孔，保護(hù)蓋具有第二過線孔，光纖光柵監(jiān)測部的光纖通過第一過線孔和第二過線孔向外引出。

進(jìn)一步地，保護(hù)蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)螺紋，凸起部與保護(hù)蓋螺紋連接。

進(jìn)一步地，連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在沉降管兩端的卡接件，相鄰兩個沉降管通過卡接件卡接。

進(jìn)一步地，土體沉降傳感器還包括：連接桿，連接桿的第一端與沉降管螺紋連接；灌漿錨頭，灌漿錨頭設(shè)置在連接桿的第二端。

進(jìn)一步地，沉降管的管壁具有豎直延伸的滑移長孔，滑移長孔為兩個，兩個滑移長孔沿沉降管的軸向平面對稱設(shè)置在沉降管的兩側(cè)，土體沉降傳感器還包括：滑移桿，滑移桿穿設(shè)在滑移長孔處，且滑移桿的兩端均與沉降環(huán)連接；用于防止土體進(jìn)入沉降管內(nèi)的防護(hù)板，防護(hù)板遮擋滑移長孔并與滑移桿連接，且防護(hù)板隨滑移桿的移動而移動。

進(jìn)一步地，防護(hù)板貼合在沉降管的內(nèi)壁上。

進(jìn)一步地，各光纖光柵監(jiān)測部包括：懸臂梁，懸臂梁的第一端與沉降管連接；兩個光纖光柵，兩個光纖光柵分別設(shè)置在懸臂梁的上下兩側(cè)；彈簧，彈簧的第一端與懸臂梁的第二端連接，彈簧的第二端與滑移桿連接；光纖，光纖與光纖光柵連接。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個方面，提供了一種土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)，包括上述的土體沉降傳感器。

應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，當(dāng)需要對土體進(jìn)行分層監(jiān)測時，先將多個沉降管通過連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，再將連接好的多個沉降管一同預(yù)埋進(jìn)土體內(nèi)，當(dāng)不同層段的土體發(fā)生沉降時，各沉降管上的沉降環(huán)會隨著土體沉降，通過光纖光柵監(jiān)測部監(jiān)測與其連接的沉降環(huán)的沉降量實(shí)現(xiàn)對土體沉降的監(jiān)測。通過多個沉降管串聯(lián)連接可以實(shí)現(xiàn)同時監(jiān)測土體不同深度的土體沉降變化情況，與現(xiàn)有技術(shù)中需要逐層預(yù)埋傳感器相比，減少了預(yù)埋工作量，提高了工作效率。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中土體沉降傳感器的沉降管、沉降環(huán)和光纖光柵監(jiān)測部的連接關(guān)系示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中土體沉降傳感器的連接桿與灌漿錨頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中土體沉降傳感器的保護(hù)蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了圖1中的土體沉降傳感器的一個角度的剖視圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、沉降管；11、凸起部；12、滑移長孔；20、連接結(jié)構(gòu)；30、沉降環(huán)；40、光纖光柵監(jiān)測部；41、光纖；42、懸臂梁；43、光纖光柵；44、彈簧；50、保護(hù)蓋；51、第二過線孔；60、連接桿；70、灌漿錨頭；80、滑移桿；90、防護(hù)板。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申請使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

在本實(shí)用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下”通常是針對附圖所示的方向而言的，或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的；同樣地，為便于理解和描述，“左、右”通常是針對附圖所示的左、右；“內(nèi)、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外，但上述方位詞并不用于限制本實(shí)用新型。

為了解決技術(shù)中監(jiān)測土體沉降時要在土體的不同層段內(nèi)埋進(jìn)傳感器導(dǎo)致預(yù)埋工作量大的問題，本實(shí)用新型提供了一種土體沉降傳感器和土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)。

實(shí)施例一

如圖1所示，該土體沉降傳感器包括多個沉降管10、多個沉降環(huán)30和多個光纖光柵監(jiān)測部40。其中，沉降管10的兩端設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)20，相鄰兩個沉降管10通過連接結(jié)構(gòu)20連接；各沉降管10的外側(cè)套設(shè)有一個沉降環(huán)30，各沉降管10內(nèi)設(shè)置有一個光纖光柵監(jiān)測部40，光纖光柵監(jiān)測部40與沉降環(huán)30連接。

當(dāng)需要對土體進(jìn)行分層監(jiān)測時，先將多個沉降管10通過連接結(jié)構(gòu)20進(jìn)行連接，再將連接好的多個沉降管10一同預(yù)埋進(jìn)土體內(nèi)，當(dāng)不同層段的土體發(fā)生沉降時，各沉降管10上的沉降環(huán)30會隨著土體沉降，通過光纖光柵監(jiān)測部40監(jiān)測與其連接的沉降環(huán)30的沉降量實(shí)現(xiàn)對土體沉降的監(jiān)測。

通過多個沉降管10串聯(lián)連接可以實(shí)現(xiàn)同時監(jiān)測土體不同深度的土體沉降變化情況，與現(xiàn)有技術(shù)中需要逐層預(yù)埋傳感器相比，減少了預(yù)埋工作量，提高了工作效率。

因而，使用具有該土體沉降傳感器的土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測土體沉降變化時，可以節(jié)省土體沉降傳感器的預(yù)埋時間，提高工作效率。

如圖1所示，連接結(jié)構(gòu)20為設(shè)置在沉降管10兩端的螺紋結(jié)構(gòu)，相鄰兩個沉降管10通過螺紋結(jié)構(gòu)螺紋連接。螺紋連接方便相鄰兩個沉降管10的連接或拆卸?？蛇x的，兩個沉降管10進(jìn)行連接時，可在連接處增加防松墊圈以提高連接的可靠性。

具體而言，沉降管10的第一端的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，沉降管10的第二端設(shè)置有凸起部11，凸起部11的外周設(shè)置有外螺紋，一個沉降管10的凸起部11嵌設(shè)在另一個沉降管10內(nèi)壁處并螺紋連接。這樣，就可以根據(jù)監(jiān)測需要連接多個沉降管10。

如圖3所示，土體沉降傳感器還包括保護(hù)蓋50，保護(hù)蓋50蓋設(shè)在沉降管10的第二端以遮擋凸起部11。當(dāng)沉降管10的連接個數(shù)滿足土體分層監(jiān)測的要求后，將保護(hù)蓋50遮蓋住最上端的沉降管10的凸起部11，以避免泥漿或其他雜物進(jìn)入沉降管10內(nèi)。

本實(shí)用新型中的光纖光柵監(jiān)測部40監(jiān)測到土體的沉降變化后需要將變化信號傳遞到外部的監(jiān)測裝置以便于工作人員查看。

在本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)信號的傳遞，凸起部11具有第一過線孔，保護(hù)蓋50具有第二過線孔51，光纖光柵監(jiān)測部40的光纖41通過第一過線孔和第二過線孔51向外引出。引出的光纖41通過與監(jiān)測裝置連接，監(jiān)測裝置就能接收到光纖光柵監(jiān)測部40的監(jiān)測信號。

在保護(hù)蓋50的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與凸起部11上的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，凸起部11與保護(hù)蓋50螺紋連接。同樣的，為了確保螺紋連接的可靠性，在連接處可設(shè)置防松墊圈。

如圖1所示，土體沉降傳感器還包括連接桿60和灌漿錨頭70。其中，連接桿60的第一端與沉降管10螺紋連接，灌漿錨頭70設(shè)置在連接桿60的第二端。

如圖2所示，多個沉降管10連接時，連接桿60與最下端的沉降管10連接，灌漿錨頭70設(shè)置在連接桿60的背離沉降管10的一端。在土體中預(yù)埋土體沉降傳感器時，先在軟基沉降監(jiān)測點(diǎn)處進(jìn)行鉆孔，鉆孔的深度應(yīng)穿過整個監(jiān)測的軟基底層。鉆孔打好之后，下放土體沉降傳感器，使灌漿錨頭70頂住硬底層，再注漿，對土體沉降傳感器預(yù)埋在土體中。

由于灌漿錨頭70頂住硬底層，與灌漿錨頭70連接的多個沉降管10不受軟基底層的沉降影響，軟基底層的沉降變化通過沉降環(huán)30在沉降管10上的位置的改變而反映出來。光纖光柵監(jiān)測部40監(jiān)測到的沉降環(huán)30在沉降管10上的位置的改變就是軟基底層的絕對沉降的變化。

如圖1所示，沉降管10的管壁具有豎直延伸的滑移長孔12，滑移長孔12為兩個，兩個滑移長孔12沿沉降管10的軸向平面對稱設(shè)置在沉降管10的兩側(cè)。土體沉降傳感器還包括滑移桿80和防護(hù)板90。滑移桿80穿設(shè)在滑移長孔12處，且滑移桿80的兩端均與沉降環(huán)30連接；防護(hù)板90遮擋滑移長孔12并與滑移桿80連接，以防止泥漿從滑移長孔12進(jìn)入沉降管10內(nèi)。并且，防護(hù)板90隨滑移桿80的移動而移動。

具體而言，滑移桿80與光纖光柵監(jiān)測部40的彈簧44連接，當(dāng)土體有沉降變化時，套設(shè)在沉降管10外部的沉降環(huán)30在沉降管10上的位置發(fā)生變化，沉降環(huán)30沿沉降管10的長度方向進(jìn)行移動，從而帶動與其連接的滑移桿80移動，光纖光柵監(jiān)測部40監(jiān)測到的滑移桿80的位置變化就是土體沉降變化?？蛇x的，滑移長孔12的長度可根據(jù)土體沉降量的變化范圍進(jìn)行調(diào)整?；茥U80橫向穿過防護(hù)板90并且位于防護(hù)板90的中間位置處，并且防護(hù)板90的長度不小于滑移長孔12的長度，以確?；茥U80移動到極限位置時防護(hù)板90都能遮擋住滑移長孔12。

可選的，防護(hù)板90貼合在沉降管10的內(nèi)壁上。當(dāng)沉降管10為圓柱形時，防護(hù)板90可為弧形板，在本實(shí)施例中，如圖4所示，防護(hù)板為與沉降管10同軸的圓筒。這樣，可使防護(hù)板90貼合沉降管10的內(nèi)壁防止以防止泥漿從滑移長孔12進(jìn)入沉降管10內(nèi)。

如圖1所示，各光纖光柵監(jiān)測部40包括懸臂梁42、兩個光纖光柵43、彈簧44和光纖41。懸臂梁42的第一端與沉降管10連接；兩個光纖光柵43分別設(shè)置在懸臂梁42的上下兩側(cè)；彈簧44的第一端與懸臂梁42的第二端連接，彈簧44的第二端與滑移桿80連接；光纖41與光纖光柵43連接。彈簧44在沉降環(huán)30與滑移桿80的重力下拉伸，懸臂梁42受到彈簧44的拉力作用朝下彎曲，此時，兩個光纖光柵43受到外力作用。當(dāng)土體發(fā)生沉降變化使得滑移桿80在沉降管10移動，彈簧44的形變量發(fā)生改變，進(jìn)而使與彈簧44連接的懸臂梁42的彎曲量改變，兩個光纖光柵43所受的外力發(fā)生變化而引起波長漂移，光纖41將各光纖光柵43的波長漂移信號反饋到監(jiān)測裝置，工作人員通過監(jiān)測裝置接收到的信號的變化就能知道土體的沉降變化。

需要注意的是，由于引起光柵波長漂移的因素除了力的變化還有溫度的變化，在懸臂梁42的上、下兩側(cè)各設(shè)置一個光纖光柵43，可以消除溫度變化對光柵波長的影響。

實(shí)施例二

與實(shí)施例一的區(qū)別在于，實(shí)施例二中的連接結(jié)構(gòu)20為設(shè)置在沉降管10兩端的卡接件，相鄰兩個沉降管10通過卡接件卡接?？ń蛹ń右材芷鸬奖阌趦蓚€沉降管10的連接與拆卸的作用?？蛇x的，卡接件可為卡箍結(jié)構(gòu)。

從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

通過多個沉降管10串聯(lián)連接可以實(shí)現(xiàn)同時監(jiān)測土體不同深度的土體沉降變化情況，與現(xiàn)有技術(shù)中需要逐層預(yù)埋傳感器相比，減少了預(yù)埋工作量，提高了工作效率。

因而，使用具有該土體沉降傳感器的土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測土體沉降變化時，可以節(jié)省土體沉降傳感器的預(yù)埋時間，提高工作效率。

顯然，上述所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、工作、器件、組件和/或它們的組合。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實(shí)施方式能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。