新型智能灌漿、壓水檢測系統(tǒng)的開發(fā)與研究.pdf

1、目前，隨著地下工程建設發(fā)展規(guī)模的不斷擴大和大型水利工程的不斷興起，灌漿技術在國內外得到越來越廣泛的應用。但是由于灌漿工程屬于隱蔽工程，使得灌漿技術的發(fā)展至今為止還不很成熟，在灌漿工程實踐運用過程中還存在理論落后于實踐的情況，灌漿過程參數(shù)的自動檢測程度更是直接影響灌漿技術進步。傳統(tǒng)的灌漿工藝在現(xiàn)代電子技術、光纖通訊技術、數(shù)字化進程的影響下，越來越朝著檢測智能化，控制數(shù)字化方向發(fā)展。論文通過理論分析，歸納總結，設計制造，并結合室內試驗等分析

2、研究手段，研究開發(fā)了新型智能灌漿、壓水檢測系統(tǒng)，確保灌漿檢測數(shù)據(jù)的真實、有效。論文取得的主要研究成果如下：
　　 搭建了新型智能灌漿、壓水檢測系統(tǒng)主體框架，并對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)模型分別展開了設計研究。成功研制了高壓膠套式油水隔離器，從根本上解決了漿液直接接觸壓力傳感器膜片而造成壓力傳感器腐蝕破壞的致命問題。
　　 歸納總結呂榮法壓水存在的弊端：①壓水試驗5米段平均滲透率，并不能明確表征在這段鉆孔中包含著裂隙的數(shù)量和寬度

3、及其形狀如何。實際上滲流只發(fā)生在巖體裂隙內，裂隙寬度較大但數(shù)量較少的試段，與裂隙寬度較窄但數(shù)量較多的試段，可能有相同的呂榮值。②由于巖體漿徑與水徑迥然不同，其結果是試段透水率和灌漿量這二者之間的規(guī)律、相關性很差，有時甚至出現(xiàn)相反的情況。提出微分壓水檢測裝置的設計方案，詳細研究動量矩運動微分方程，設計渦輪流速儀，利用灌漿、壓水室內模擬試驗臺，進行微分壓水室內模擬實驗。實驗結果表明微分壓水檢測裝置能很準確的找出滲漏點、段的具體位置和滲漏量。

4、研究結果表明對于同一壓水試驗段，用呂榮法壓水和微分壓水法得到透水率相差甚遠。
　　 分析地層抬動作用機理以及灌漿壓力與地層抬動關系。首次將光柵技術應用于灌漿過程地層抬動參數(shù)的檢測，研制了灌漿抬動傳感器，該傳感器與新型智能灌漿、壓水檢測系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)抬動測量的自動化。它的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在結構簡單、測量元件不易磨損，更主要的是測量精度高和連續(xù)性測量，克服當前這些測量裝置存在的不能準確地、連續(xù)地反映地層抬動變化的缺陷，有利于促進灌漿全

5、面自動化。
　　 設計系統(tǒng)輸入輸出通道接口電路，包括打印機接口線路、顯示接口線路、鍵盤接口線路、模擬信號輸入接口線路，給出了相應控制部分軟件流程圖。針對過去熱敏打印機資料不易保存、打印貼片磨損快的缺點，改選用24針微型針式打印機與系統(tǒng)配套，同時解決利用單片機的匯編語言來控制打印曲線的關鍵技術。針對灌漿工程施工現(xiàn)場灰塵多、濕度大等特點，單獨設計打印機的安裝箱。根據(jù)灌漿現(xiàn)場電磁干擾的種類和特點，先后研制出變壓器耦合式隔離器和光電耦合

6、式隔離器，隔離器將電路的輸入方和輸出方在電氣上完全隔離的電路，對消除現(xiàn)場強磁電的干擾和噪聲，及消除通道之間的干擾，避免干擾混入輸出信號具有積極的作用，同時使有用信號暢通無阻。隔離器不僅保證模擬信號的精確傳輸，而且可以保護單片機的A/D口不被燒掉。實驗比較了變壓器耦合式隔離器和光電耦合式隔離器隔離效果，結果表明在輸入4～20mA直流電流為標準信號的情況下，信號經(jīng)過光電耦合式信號隔離器的精度和穩(wěn)定性明顯高于原變壓器耦合式信號隔離器。

7、　　 首次將光纖傳輸技術應用于灌漿檢測過程模擬信號的傳輸，探討光纖傳輸幾何光學法，光纖傳輸?shù)牟▌永碚撘约肮饫w傳輸特性。在傳統(tǒng)傳輸模式的基礎上，對光纖傳輸方案進行設計和比較，結合灌漿傳輸實際情況，研制電壓頻率轉換、電光轉換、光電轉換的光纖傳輸系統(tǒng)。該傳輸方式不僅提高了模擬信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，而且徹底解決了人為改變傳統(tǒng)傳輸線的電阻值大小，從而對灌漿實時采集的數(shù)據(jù)弄虛作假問題，確保模擬信號傳輸?shù)闹虚g過程更真實、準確。實驗證明當輸入2mv～