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专利号: 2020115873769
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于混凝土全龄期的井壁受力无线监测系统的安装方法,所述用于混凝土全龄期的井壁受力无线监测系统是:

将待监测井筒沿深度方向按照设定的间距分为若干监测水平;在每个监测水平上,将井筒的井壁沿圆周均匀分为一个或一个以上测区,在每个测区内分别安装传感器组,所述传感器组的传感器分别是混凝土三向应变计、无应力计、围岩土压力计和孔隙水压力计;其中混凝土三向应变计和无应力计固定在钢筋笼上并浇筑于混凝土井壁内,围岩土压力计安装在井筒混凝土壁面并紧贴空帮壁面,孔隙水压力计通过风镐钻孔埋入井壁外的围岩内并用膨胀性粘土封孔;在每一个监测水平设置数据采集模块箱,数据采集模块箱包含大容量锂电池和对应传感器数量的多通道数据采集模块以及局域无线传输Zigbee模块;各个传感器通过传感器信号电缆分别连接到数据采集器的多通道数据采集模块;在地面井口处设置Zigbee/GPRS无线模块,接收井下监测数据信息并与异地监管机构指定的计算机进行数据远程传输,通过云平台既有模型实现对监测数据的实时处理与分析;

其特征是:安装步骤如下

步骤1. 按监测设计需要沿井筒深度布设若干监测水平,在每个监测水平上,将井筒的井壁沿圆周均匀分为一个或一个以上测区;

步骤2. 待凿井施工至第一个监测水平时,在待浇筑段高钢筋笼绑扎完成后,在该监测水平的各测区内安装混凝土三向应变计、无应力计、围岩土压力计和孔隙水压力计;其中将混凝土三向应变计和无应力计通过钢筋笼固定;围岩土压力计沿空帮壁面紧贴安装,孔隙水压力计通过风镐钻孔埋入井壁外围岩内,并用膨胀性粘土封孔;

步骤3. 传感器安装完成后,整理好各测区的所有传感器信号电缆,并沿环向钢筋下沿汇总到井壁的某一角落,依序接入数据采集模块箱;期间做好信号电缆的防混凝土浇灌冲击保护;

步骤4. 数据采集模块箱包含大容量锂电池和对应传感器数量的多通道数据采集模块以及局域无线传输Zigbee模块;同时,数据采集模块箱在下井之前已做好防水密封并上电,进而保证传感器信号电缆接入模块箱后即可立即进行数据采集;

步骤5 在所有传感器及数据采集模块箱安装固定完成后,下放砌壁模板并对中好之后,将模块箱引出的预留Zigbee天线固定在上一段高已成型混凝土壁面,进而实现井筒内的无线通信;

步骤6. 重复步骤2‑5,在整个井筒深度方向设置完成监测水平,每一监测水平的通信传输均通过预留的Zigbee天线实现;然后进入下一步骤;

步骤7. 井筒内通信逐级传输至井口后,再通过Zigbee/GPRS无线模块将数据远程传输至异地监管机构指定计算机,并通过云平台既有模型实现对监测数据的实时处理与分析:通过无应力计的埋设和温度反弯点确定应变计算起点获取应力相关应变的绝对量值,并基于井壁破裂预测模型对井壁受力进行评价预测。

2.根据权利要求1所述的用于混凝土全龄期的井壁受力无线监测系统的安装方法,其特征是:在所述每个监测水平上,将井筒的井壁沿圆周均匀分为3、4或6个测区。