全自动机械式智能分层沉降仪的制作方法

真空预压软基处理分层沉降监测探析摘要：真空预压法是一种较为有效以及使用的软基处理方法，其在工程之中获得十分广泛反而应用，具有明显的优势，比如说强度增长率较高，压密效果好，但是也存在一定的缺点，要求在施工过程之中做好监测以及检测，基于此，本文探讨了真空预压软基处理分层沉降检测探讨。

关键词：真空预压；软基处理；沉降检测引言真空预压法，实际上是排水固结法的一种，是指在需要进行加固的软土地基上，设置相应的排水井或者袋装砂井，作为竖向排水通道，然后在地面上铺设砂垫层等作为水平排水层，在砂垫层上覆盖密封膜，使其与大气隔绝，通过抽真空装置，产生负压，再利用预先埋设在砂垫层中的吸水通道，在砂井与周围土体之间形成孔压差，排除土体中的孔隙水，以达到固结的目的。

为了保证加固效果，真空预压法对于密封性有着严格的要求，适用于能够在加固区域形成稳定负压边界条件的软土地基，如淤泥、素填土、冲填土和吹填土等，对于砂层或者粉煤灰等，则需要采取一定的措施进行处理，才能达到施工要求的真空度。

真空预压法可以使地基产生沉降，凭借真空预压产生的有效应力，使得土体产生向内的收缩变形，使得土体更加密实，因此能够有效解决路堤在填筑过程中的稳定性问题。

这种向内的变形，可以有效抵消填土自身向外的挤出变形有利于地基的稳定，同时，采用真空预压的方式，软土固结速度快，地基的强度也随之增加，可以为后期的路堤施工奠定坚实的基础，对于软土地基有着十分理想的处理效果。

2、场地观测沉降数据分析2.1、施工监测2.1.1、监测内容地基处理监测内容主要有以下几项：地表沉降观测；深层孔隙水压力观测；深层分层沉降观测；加固前后地基土物理力学性质指标对比试验；加固前后十字板剪刀试验指标对比，加固后载荷板试验检测。

2．仪器布置真空预压地基处理总面积为112,841.25m2，大致平分为4个区，每个区内分别布置了21个地表沉降标，埋设了1组孔隙水压力观测仪（7个孔隙水压力计），1组深层分层沉降观测仪（7个分层沉降磁环）；加固前后各工作区内分别布置了1个取原状土试样钻孔，1个十字板剪力试验孔，以进一步确定地基土物理力学性质指标改善情况。

沉降分离原理及方法沉降分离是一种常用的物理分离方法，主要用于将混合物中的固体颗粒或浮游生物从液体中分离出来。

沉降分离原理基于不同物质的密度差异，通过重力作用使得较重的固体或浮游生物颗粒沉降到液体底部，从而实现分离的目的。

下面将详细介绍沉降分离的原理和常用的方法。

1.原理：沉降分离的原理是基于斯托克斯定律，即在流体中，一个颗粒的沉降速度与其体积、形状、密度以及流体的粘度和密度有关。

根据斯托克斯定律，一个颗粒在一定重力下的沉降速度可以用以下公式表示：v=(2g(ρp-ρm)r^2)/(9η)其中，v代表沉降速度，g代表重力加速度，ρp代表颗粒的密度，ρm代表流体的密度，r代表颗粒的半径，η代表流体的粘度。

根据上述公式可以看出，颗粒的沉降速度与颗粒的体积、密度以及流体的粘度有关。

通常情况下，沉降速度较慢的颗粒会更容易分离出来。

因此，在进行沉降分离时，可以通过控制颗粒的大小、密度以及流体的粘度来实现理想的分离效果。

2.方法：沉降分离的方法有许多种，下面介绍其中几种常见的方法。

（1）重力沉降：重力沉降是最基本也是最常用的沉降分离方法。

它利用物体在重力作用下向下沉降的特性，将混合物在重力的作用下静置一段时间，使得较重的固体颗粒沉降到液体底部。

然后通过倾倒或抽取的方式将上层液体倒掉，即可将固体与液体分离。

（2）离心沉降：离心沉降是通过离心力的作用加速沉降的过程。

离心沉降可以将颗粒分离得更彻底，分离速度更快。

离心沉降是利用离心机的转速和半径控制离心力的大小，通过调整离心机的参数，可以实现对不同颗粒的分离。

（3）沉降澄清：沉降澄清是通过调控液体的流速和流向，使颗粒在液体中进行不同速度的沉降，从而实现分离。

沉降澄清通常使用的装置是沉降澄清池或沉降澄清罐。

在这些装置中，通过设计合理的流场，使得颗粒在不同区域以不同的速度沉降，最终实现分离。

（4）浮选法：浮选法是通过将颗粒与空气或气泡结合在一起，使得颗粒浮在液体表面或高于液体表面，实现沉降分离的一种方法。

既有运营铁路路基变形及沉降监测方案既有铁路路基监测内容主要包括：路基面的几何形态、道床厚度、路基面的变形、基床厚度、路基基底的沉降变形与不均匀沉降等监测，有条件尚应进行基床土的应力测试。

既有铁路路基监测应布设在路基填料或基床土质不良、基底地质条件差、地形变化大、路基排水不畅、以及各种过渡段等部位。

尤以路基出现病害或潜在危险地段应加强加密监测。

监测点应设置在观测数据容易反馈，且不影响正常行车运营或对整治施工造成不便的部位。

1.1 监测布置原则1.1.1 路基面外观监测路基面外观监测主要包括道床厚度、路基面的几何形态（路肩形状、路基面宽度、路拱形状、横向坡度及其平整度、基床陷槽、翻浆冒泥点等）。

可在两侧路肩上安设固定测点，采取开挖道床后经纬仪测量或直接采用钎探丈量。

沿线路方向每隔100~200m设置一个监测断面（且每工点不少于2个监测断面），路基基床病害严重地段应适当加密。

1.1.2 变形监测路基变形监测主要包括路基面沉降监测、路基本体沉降监测、路基基底沉降监测、路基深厚层地基分层沉降监测、路基水平位移监测等。

既有铁路受行车运营影响，一般以路基面沉降监测为主，较直观适用，便于实施且不影响既有线行车运营，其它变形监测应用较少，主要原因是监测元件埋设对行车运营干扰较大，但对于既有铁路路基的稳定、沉降变形严重地段视现场实际情况而定。

路基变形监测布置图详见图1-1。

注：当同时进行路基本体监测与路堤基底沉降监测时，可在同一孔中上下分布埋设监测元件。

图1-1-1 既有铁路路基监测断面示意图（1）路基面沉降监测分别于既有路基内侧钢轨顶、两侧路肩各一个监测点，每个监测断面共3个点，两侧路肩处埋设位移监测桩（包桩），钢轨顶处在钢轨内侧刷红色油漆作为标识，用精准水准仪、经纬仪等仪器，采用精密测量方法。

一般每隔50m设置一处监测断面，过渡段路基必须设置。

（2）路基本体沉降监测当既有路基填料不良、压实度不足或较高填方等路基本体沉落变形较大时，可视需要进行路基本体沉降监测。

机械分离的操作方法有几种机械分离是指通过机械力的作用将混合物中的不同组分分离开来，广泛应用于各个领域，如化工、制药、食品等。

机械分离的操作方法主要有离心分离、过滤、沉淀、蒸发、脱水、干燥等。

离心分离是机械分离中常用的方法之一。

离心分离利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。

该方法适用于具有不同密度的组分，如固体颗粒与液体的分离、液体与液体之间的分离等。

离心分离通过将混合物置于高速旋转的离心机中，利用离心力将固体颗粒或液体从混合物中分离出来。

在离心过程中，固体颗粒和液体会按照密度的不同，在离心机的离心管中分层，达到分离的目的。

过滤是机械分离中常用的方法之一。

过滤利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来，使液体通过而过滤介质则将固体留在过滤介质上。

过滤通常用于分离固液混合物，如悬浊液、浆料等。

过滤器是过滤操作中常用的设备，过滤器可以根据不同的过滤介质和操作条件进行选择。

常见的过滤器有压力过滤器、真空过滤器、筛分过滤器等。

过滤操作可以用于固液分离、固气分离、液体之间的分离等。

沉淀是机械分离中常用的方法之一。

沉淀是指将固体颗粒或浮游物沉降到液体底部形成沉淀物的过程。

沉淀方法通常适用于混合物中的悬浮液或悬浮颗粒的分离。

常见的沉淀方法有自然沉淀、浓缩沉淀、沉淀剂法等。

自然沉淀是指将混合物静置一段时间，使固体颗粒在重力的作用下沉降到液体底部。

浓缩沉淀是通过加入沉淀剂，使混合物中的固体颗粒与沉淀剂结合，从而加速沉淀速度。

沉淀剂常用的有氢氧化钙、硫酸铝、硫化氢等。

蒸发是机械分离中常用的方法之一。

蒸发是指将液体沸腾转化为气体，达到分离目的的过程。

蒸发适用于分离混合物中不同的液态组分。

操作时，将混合物加热至其中某个组分的沸点以上，使其蒸发为气体，然后通过冷凝器将气体转化为液体。

常见的蒸发方式有自发蒸发、真空蒸发、蒸发结晶等。

自发蒸发是指将混合液料放置在通风良好的容器中，通过自然蒸发实现分离。

真空蒸发是指在低压条件下进行蒸发操作，可以降低液体的沸点，提高蒸发速率。

XBHV-10型钢尺沉降仪1概述钢尺沉降仪机构简单,操作方便.本仪器与XB型PVC沉降管(另购), 沉降磁环(另购)及底盖(另购)配套使用在软土地基加固、土石坝、基坑开挖、回填、路堤等工程中,测量土体的分层沉降或隆起,也可测量一般堤坝等建筑物的水平(侧向)位移量.本仪器既可在施工期间使用,也可作为大坝等建筑物的长期安全监测.符合土石坝安全监测技术规范.2主要技术指标3结构原理沉降量的测量由两大部分组成:一是地下埋入部分,由沉降导管和底盖、沉降磁环组成;二是地面接收仪器一钢尺沉降仪,由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等部分组成.测头部分:不锈钢制成,内部安装了磁场感应器,当遇到外磁场作用时,便会接通接收系统,当外磁场不作用时,就会自动关闭接收系统.测量电缆部分;由钢尺和导线采用塑胶工艺合二为一,既防止了钢尺锈蚀,又简化了操作过程,测读更加方便、准确.钢尺电缆一端接入测头,另一端接入接收系统.接收系统:由音响器和峰值指示组成,音响器发出连续不断的蜂鸣声响,蜂值指示为电压表指针指示,两者可通过拨动开关来选用,不管用何种接收系统,测读精度是一致的.绕线盘部分:由绕线圆盘和支架组成,接收系统和电池全置于绕线盘的芯腔内,腔外绕钢尺电缆.沉降管(另购):由PVC工程塑料制成(我厂生产),包括主管和联接管,联接管套于两节主管接头处,起着联接固定的作用.底盖(另购):由注塑制成(我厂生产),安装在沉降管的底端和顶端,能有效地防止泥沙进入或异物掉入管内,从而影响测量.4使用方法测量时,拧松绕线盘后面的止紧螺丝,让绕线盘转动自由后,按下电源按钮(电源指示灯亮),把测头放入导管内,手拿钢尺电缆,让测头缓慢地向下移动,当测头接触到土层中的磁环时,接收系统的音响器会发出连续不断的蜂鸣叫声,此时读写出钢尺电缆在管口处的深度尺寸,这样一点一点地测量到孔底,称为进程测读,用字母J i表示,当在该导管内收回测量电缆时,也能通过土层中的磁环,接受到系统的音响仪器发出的音响,此时也须读写出测量电缆在管口处的深度尺寸,如此测量到孔口,称为回程测读,用字母H i表示.该孔各磁环在土层中的实际深度用字母S i表示.其计算公式为:S i =( J i+ H i )/2式中: i —为一孔中测读的点数,即土层中磁环的个数;S i —i测点距管口的实际深度(㎜);J i —i测点在进程测读时距管口的深度(㎜);H i —i测点在回程测读时距管口的深度(㎜);若是在噪声比较大的环境中测量时,蜂鸣声听不见,可改用峰值指示,只要把仪器面板上的选择开关拨至电压档即可,测量方法同上,此时的测量精度与音响测得的精度相同.用户在使用时必须注意事项:a) 当测头进入到土层中磁环时,音响器会立即发出声音或电压表有指示,此时应缓慢地收、放测量电缆,以便仔细地寻找到发音或指示瞬间的确切位置后读出该点距管口的深度.b) 读数的准确性,决定与如何判定发音或指示的起使位置,测量的精度与操作者的熟练程度有关,故应反复练习与操作.c)沉降测头进入每一只磁环时都有两次响声,但必须以第一次响声为标准,即进程是第一响声,回程也是第一响声.5维护因电池容量有限,每当测量完毕后,应立即关闭电源开关,切勿忘记!更换电池时,须把钢尺电缆从绕线盘上全部放下来,拧掉前面板上的两只M4自攻螺钉,取下前面板,便可更换新电池.测量后必须将测头及钢尺电缆等擦拭干净,并把钢尺电缆整齐地绕在盘上,然后放置于箱柜中.测头工作时要求密封,绝对禁止拆卸,以免损坏.发现测头有故障时,应立即送到我厂检修.测量电缆切忌弯折,特别是靠近测头端部,以免损坏和断裂.测头应轻拿、轻放,切忌剧烈震动。

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应用领域Biocomp全自动密度梯度制备仪主要用于快速制备线性密度梯度溶液，大大提高样品的后续密度梯度离心分离效果。

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高速铁路路基常用沉降变形监测方法浅析花梅【摘要】介绍高速铁路路基沉降监测常用测试方法及工作原理，并对比分析各自的优缺点，讨论了适用于路堤、地基浅层以及地基深层的沉降监测方法以及提高变形监测精度的方法和措施，分别基于沉降板及传感器方法对某工程实测数据进行了沉降预测。

【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2014(000)0z1【总页数】4页(P122-125)【关键词】高速铁路;路基;沉降监测;监测方法【作者】花梅【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142【正文语种】中文【中图分类】U416.1无砟轨道路基沉降控制是工程的关键，然而，受地层条件复杂和地层参数获得手段的影响，理论计算沉降往往与路基填筑现场实测沉降存在一定差异。

路基沉降情况是能否铺设轨道的依据，所以获得准确的沉降变形数据，更好地掌握路基变形规律，是沉降变形观测的难点也是重点。

本文介绍几种路基现场沉降测试常用方法并加以比较，结合高速铁路工程中路基沉降变形特点和要求，以及高速铁路路基施工工艺，从各种测试方法的结构组成、工作原理、埋设方法和技术要点、技术参数等方面进行综合分析。

详细分析了基底沉降板、沉降传感器等方法现场实测数据处理和分析技术，旨在获得改善并提高路基地基沉降变形监测方法、精度和现场维护措施。

高速铁路路基工程中较为常用的观测方法主要有沉降板和沉降观测桩。

1.1 沉降板(1)工作原理及组成结构沉降板组成结构：基本结构是由钢板、连接管(接长)和套护管组成，钢板结构尺寸多为0.5 m×0.5 m×0.03 m；与底板固定的连接杆是垂直的，一般用Φ40 mm镀锌钢管，护管采用PVC塑料套管，护管结构尺寸以套住连接杆为宜(图1)。

当路基不断填高时，连接杆和护管需要逐渐接长，一般情况每节连接杆或护管不宜超过50～100 cm。

接管时，必须测出接管前后的高程，计算出接管长度，做好记录，便于测量前后对比分析。

建筑变形分析系统软件V10.80 使用说明软件开发: 河海大学地学院测绘科学与技术系陈建华2013．07．30建筑变形分析系统Settlement ST 10x--精确到分钟的变形分析软件，是基于现代计算机应用技术，总结现有建筑变形观测的理论知识和实践经验，系统化、规范化地进行建筑变形分析的软件工具。

在建筑变形观测中，应用建筑变形分析系统Settlement ST 10x，可以按变形观测要求自动生成多种变形观测成果表、绘制复杂的曲线图、动态查询变形数据、沉降观测报告等，特别是系统的沉降过程回归分析及预测功能，为变形过程的稳定性分析提供了科学依据。

Settlement ST 10x整合了ST 4x、ST 5x的所有功能，包括3个版本ST 4x、ST 5x和ST 10x:●ST 4x：沉降观测。

●ST 5x：基坑监测。

沉降分析完全兼容ST 4x，增加了水平位移、支撑轴力、水位、深层位移和裂缝的数据变形分析功能。

●ST 10x：精确到分钟的变形分析软件。

完全兼容ST 4x、ST 5x，时间精度提高到分钟。

Settlement ST 10x的主要功能：1. 对沉降、水平位移、支撑轴力、水位、深层位移和裂缝监测数据进行变形分析，包括自动生成报表、查询和绘制变化过程线图等。

2. 深层位移深度-位移曲线图、时间-位移曲线图。

3. 沉降数据统计分析（高程、沉降量、沉降差、沉降速率、斜率、…）。

4. 沉降过程回归分析（15种回归分析函数、预测）。

5. 绘制沉降过程线图（带回归分析曲线）。

6. 绘制沉降监测过程图（带回归分析曲线）。

7. 绘制建筑物平均沉降过程线图（带回归分析曲线）。

8. 绘制沉降差过程线图（带回归分析曲线）。

9.建筑物平均沉降速度线图。

10.沉降点沉降速度线图。

11.建筑物沉降速度线组合图。

12. 荷载变化曲线。

13. 等沉降曲线图。

14. 等沉降速度曲线图。

15. 绘制区域沉降曲线图。

16. 绘制区域沉降速度曲线图。

水管式沉降仪水管式沉降仪是可直接测读出结构物各点沉降量的仪器，主要应用于土石坝下游堆石体（反滤层）、心墙、堤防等分层竖向位移（沉降）。

1结构型式水管式沉降仪主要由沉降测头、管路、量测板等三部分组成。

如图1所示。

1.挖槽；2.混凝土；3.砂或粘土；4.脱气设备；5.反压设备；6.测验版；7.沉降计筒；8.溢流管；9.通气管；10.脱气水；11.水泵；12.气泵；13排气管图1 水管式沉降计量测原理示意图（1）沉降测头。

由外径200mm、高340mm的有机玻璃筒（或防锈处理过的钢管），上、下铝合金盖板组成。

底座上设有带保护的进水管（与连通水管相连）、通气管及排水管。

（2）管路。

所有管路均应坚固，径向变形小，吸湿量小。

进水管采用能承受0.2Mpa内压的1010尼龙管。

通气管、排水管及保护管应采用聚乙烯塑料管。

（3）量测板。

与测头相连的进水管、通气管及排水管的终端均固定在量测板上，与进水管相通的玻璃测量管附有最小刻度为1mm 的不锈钢尺。

量测板上还配有抽气、供水装置。

2工作原理采用连通管原理测量测头的沉降（如图2），即采用水管将坝内测头连通水管的水杯与坝外量测板上的玻璃测量管相连接，使坝内水杯与坝外量管两端都处于同一大气压中，当水杯充满水并溢流后，观测房中玻璃管中液面高程即为坝内水杯杯口高程。

测得水杯杯口高程的变化量即为该测点的相对垂直位移量。

1.通气管；2.水杯；3.排水管；4.测量管；5.水位；6.标尺；7.进水管图2 连通管原理图3主要技术指标南京水利科学研究院土工所制造的水管式沉降仪测量系统量程为100mm（可按用户要求定），准确度±2mm，管长小于300m。

南京自动化研究院南瑞大坝监测公司生产的NSC-1型水管式沉降仪量程为0~100mm，测量精度为±1~±5mm。

4布置原则1、观测断面应布置在最大横断面及其它特征断面上（原河床、合龙段、地质及地形条件复杂、结构及施工薄弱段等），一般可设1~3个断面。

砂浆分层度测定仪的结构及保养1. 砂浆分层度测定仪的概述砂浆分层度测定仪是一种用于测定砂浆混合物分层度的仪器，通常用于建筑和土木工程领域。

该仪器可以通过测量砂浆混合物中的颗粒密度来确定其分层度，从而为工程质量控制提供准确的数据。

2. 砂浆分层度测定仪的结构砂浆分层度测定仪的结构主要由以下部分组成：2.1 增重棒增重棒是砂浆分层度测定仪的核心部件之一。

它的作用是将砂浆混合物中的颗粒加重，以便测出其密度。

2.2 支架支架是将增重棒固定在仪器中的部件。

它通常由金属制成，具有足够的稳定性和刚度，以承受加重棒的重量。

2.3 底座底座是砂浆分层度测定仪的基础部分，用于稳定整个仪器。

它通常由钢板制成，并配有螺钉和螺母，以便将支架固定在上面。

3. 砂浆分层度测定仪的保养对于一台砂浆分层度测定仪而言，定期维护和保养是十分必要的。

下面是一些常见的保养方法：3.1 定期清洁定期清洁砂浆分层度测定仪的各个部件非常重要。

在使用完毕后，用清水和软布擦拭增重棒、支架和底座。

特别要注意保持能够直接接触砂浆混合物的顶部部分的干净和清洁，以确保准确的测试结果。

3.2 加油建议每年使用机油或润滑油对砂浆分层度测定仪进行润滑和防锈处理。

首先将机油或润滑油涂抹在增重棒和支架的内外表面上，然后用纸巾或布擦拭干净，以确保机油或润滑油在表面上形成薄膜。

3.3 审核每6个月对砂浆分层度测定仪进行一次审核，以评估其性能是否正常。

在审核时，需要注意以下几点：•检查支架和底座的结构是否有磨损和变形。

•检查增重棒的校准是否准确。

•检查砂浆分层度测定仪的各个部件是否有松动或损坏的现象。

总结砂浆分层度测定仪是建筑和土木工程领域必不可少的仪器之一。

了解其结构和保养方法，可以帮助我们更好地使用和保养这种仪器。

在使用砂浆分层度测定仪时，我们还应该遵循相关的操作手册和安全标准，以确保工程质量和人员安全。