CN112525115B - 一种海崖海蚀槽几何形态测量装置和测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种海崖海蚀槽几何形态测量装置和测量方法，装置具体包括软管、U形钉、压力传感器、读数仪、数据线和红墨水，所述软管沿着海蚀槽的剖面铺设，所述U形钉打入到海崖土体内，用以将软管固定在海蚀槽土体上；压力传感器连接软管靠近海蚀槽底部的一端；读数仪通过数据线连接压力传感器用以读取压力传感器的数据，并计算出压力值；测量时，红墨水分次加入到软管内部；本发明提出一种新的海崖海蚀槽几何形态测量装置和测量方法，具有结构简单、实施方便和结果可靠的优点。

Description

一种海崖海蚀槽几何形态测量装置和测量方法
技术领域
本发明涉及海岸侵蚀防护领域，特别是指一种海崖海蚀槽几何形态测量装置和测量方法。
背景技术
海蚀槽是在波浪长期作用下发育在海崖崖脚的一种地貌现象，海蚀槽一般呈凹槽状，明确海蚀槽的几何形态，对于分析上覆土体的稳定性，以及分析海崖蚀退规律等都具有重要的意义。迄今为止，对于海蚀槽几何形态的测量，专利(申请号201610541469.5)提出了一种利用竖杆和皮尺的方法，但该法需要在崖底挖坑埋设基座，实施较为繁琐。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种新的海崖海蚀槽几何形态测量装置和测量方法，具有结构简单、实施方便和结果可靠的优点。
本发明采用如下技术方案：
一种海崖海蚀槽几何形态测量装置，包括软管、U形钉、压力传感器、读数仪、数据线和红墨水，所述软管沿着海蚀槽的剖面铺设，所述U形钉打入到海崖土体内，用以将软管固定在海蚀槽土体上；压力传感器连接软管靠近海蚀槽底部的一端；读数仪通过数据线连接压力传感器用以读取压力传感器的数据，并计算出压力值；测量时，红墨水分次加入到软管内部。
具体地，所述软管由PVC材料制成，呈透明状，沿长度方向在外侧标有刻度线。
具体地，压力传感器为振弦式压力传感器。
本发明还提供了一种海崖海蚀槽几何形态测量方法，包括：
待低潮时，将软管沿着海蚀槽的剖面铺设，其一端部位于海蚀槽的底部，另一端部位于海蚀槽的顶部；
将U形钉压在软管上，并将U形钉打入到海崖土体内部，使得软管固定并完全紧贴在海蚀槽表面处；
将压力传感器塞入到软管靠近海蚀槽底部的一端，将压力传感器通过数据线连接到读数仪上；
将红墨水缓慢灌入到软管内，分次灌入，每次待液位稳定时，分别读取软管上的刻度数以及压力传感器上的压力数据，得到不同长度液位的红墨水相对应的压力数据；
根据得到的不同长度液位的压力数据，依据液压原理，得到不同长度液位距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离；
根据长度数据和相应的垂直距离数据，标记出各点，最后，把所有标记的各点用曲线连接起来，所述曲线为海蚀槽的几何形态。
具体地，所述将压力传感器塞入到软管靠近海蚀槽底部的一端，还包括：
所述压力传感器和软管之间的缝隙采用快干玻璃胶进行密封良好，使得软管内部的红墨水不能够从软管底端渗出。
具体地，所述根据得到的不同长度液位的压力数据，依据液压原理，得到不同长度液位距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离，具体包括：
hi＝Pi/ρg＝Pi/γ
其中,i表示测量次数，i为正整数，hi表示第i次测量红墨水距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离，hi表示第i次测量压力传感器上的压力数据，ρ为红墨水的密度，g为重力加速度，γ为红墨水的重度。
具体地，所述将红墨水缓慢灌入到软管内，分次灌入，其中分次灌入的红墨水的量相同。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提出的海崖海蚀槽几何形态测量装置，包括软管、U形钉、压力传感器、读数仪、数据线和红墨水；部件少，结构简单。
(2)本发明提出的海崖海蚀槽几何形态测量装置，应用时，只需要将软管通过U形钉固定并完全紧贴在海蚀槽表面处，并将软管、压力传感器、数据线、读数仪依次连接，分次倒入红墨水；操作简单，实施方便。
(3)本发明提供的海崖海蚀槽几何形态测量方法，首先获取不同长度液位的红墨水相对应的压力数据，依据液压原理，得到不同长度液位距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离；根据长度数据和相应的垂直距离数据，得出曲线即为海蚀槽的几何形态；方法仅通过简单的数据记录和公式计算，误差较少，结果可靠。
附图说明
图1为本发明提出的海崖海蚀槽几何形态测量装置结构示意图；
图2为本发明实施例实施过程位置标记示意图；
图3为本发明实施例得出的曲线图。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例，如图1本发明提出的海崖海蚀槽几何形态测量装置结构示意图；一种海崖海蚀槽几何形态测量装置，包括软管1、U形钉、压力传感器2、读数仪3、数据线4和红墨水，所述软管1沿着海蚀槽的剖面铺设，所述U形钉打入到海崖土体内，用以将软管固定在海蚀槽土体上；压力传感器2连接软管靠近海蚀槽底部的一端；读数仪3通过数据线4连接压力传感器2用以读取压力传感器2的数据，并计算出压力值；测量时，红墨水分次加入到软管内部。
所述软管由PVC材料制成，呈透明状，沿长度方向在外侧标有刻度线，单位为mm；
压力传感器为能够测量水压力的传感器，本实施例中选取的为振弦式压力传感器。
本发明实施例还提供了一种海崖海蚀槽几何形态测量方法，包括：
待低潮时，将软管沿着海蚀槽的剖面铺设，其一端部位于海蚀槽的底部，另一端部位于海蚀槽的顶部；
将U形钉压在软管上，并将U形钉打入到海崖土体内部，使得软管固定并完全紧贴在海蚀槽表面处；
将压力传感器塞入到软管靠近海蚀槽底部的一端，将压力传感器通过数据线连接到读数仪上；压力传感器和软管之间的缝隙采用快干玻璃胶进行密封良好，使得软管内部的红墨水不能够从软管底端渗出；
将红墨水缓慢灌入到软管内，分次灌入，每次灌入的量可相同也可不同，每次待液位稳定时，分别读取软管上的刻度数以及压力传感器上的压力数据，得到不同长度液位的红墨水相对应的压力数据；
所述根据得到的不同长度液位的压力数据，依据液压原理，得到不同长度液位距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离，具体包括：
hi＝Pi/ρg＝Pi/γ
其中,i表示测量次数，i为正整数，hi表示第i次测量红墨水距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离，hi表示第i次测量压力传感器上的压力数据，ρ为红墨水的密度，g为重力加速度，γ为红墨水的重度。
根据长度数据和相应的垂直距离数据，标记出各点，最后，把所有标记的各点用曲线连接起来，所述曲线为海蚀槽的几何形态。
具体实施时，待低潮时，将软管沿着海蚀槽的剖面铺设，其一端部位于海蚀槽的底部，另一端部位于海蚀槽的顶部；将U形钉压在软管上，并将U形钉打入到海崖土体内部，将软管固定在海蚀槽的表面，每隔20～50cm长度打设一根U形钉，使得软管完全紧贴在海蚀槽表面处；将压力传感器塞入到软管的底端，两者之间的缝隙采用快干玻璃胶进行密封良好，使得软管内部的红墨水不能够从软管底端渗出；将压力传感器的数据线连接到读数仪上；将红墨水缓慢灌入到软管内，每次灌入10cm长度，即红墨水液位线的中间部位到达软管的相应刻度线处；每次灌入10cm，待液位稳定时，均读取传感器上的压力数据，并将其标记为P1,P2,P3,…，分别代表10cm、20cm、30cm、…长度液位的压力数据；然后将压力数据P1,P2,P3,…除以红墨水的重度γ，得到红墨水离软管底端的垂直距离，分别标记为h1,h2,h3,…；利用绘图软件Auto-CAD，如图2，将软管底端位置标记为O点，然后从O点向右方绘制一条直线，标记为OO1直线，在该直线上方绘制点A，其中点A到O点距离为10cm，点A到OO1直线的垂直距离为h1；然后在OO1直线的上方绘制点B，其中点B到A点距离为10cm，点B到OO1直线的垂直距离为h2；依次方法，分别绘制点C、D、E、…，到前一点的距离均为10cm，到OO1直线的垂直距离为h3,h4,h5,…；同时，目测海蚀槽最大槽深点的位置，当绘制在最大槽深点处上方的各个点时，这些点位于最大槽深点的左侧，其它绘制方法如下方各点的绘制方法；最后将样条曲线将A、B、C、D、E、…各点连成线，则该样条曲线即为该海蚀槽的几何形态，如图3所示。
另外，在具体实施时，在将红墨水分次灌入到软管时，每次灌入的长度可根据需求进行调整，需要的精度的高，灌入的长度就可短一些；如果对精度要求不高但要求测量效率，就可使灌入的长度适当长一些，且每次灌入的长度可以相同也可以不同。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种海崖海蚀槽几何形态测量装置，其特征在于，包括软管、U形钉、压力传感器、读数仪、数据线和红墨水，所述软管沿着海蚀槽的剖面铺设，所述U形钉打入到海崖土体内，用以将软管固定在海蚀槽土体上；压力传感器连接软管靠近海蚀槽底部的一端；读数仪通过数据线连接压力传感器用以读取压力传感器的数据，并计算出压力值；测量时，红墨水分次加入到软管内部；
一种海崖海蚀槽几何形态测量方法，包括：
待低潮时，将软管沿着海蚀槽的剖面铺设，其一端部位于海蚀槽的底部，另一端部位于海蚀槽的顶部；
将U形钉压在软管上，并将U形钉打入到海崖土体内部，使得软管固定并完全紧贴在海蚀槽表面处；
将压力传感器塞入到软管靠近海蚀槽底部的一端，将压力传感器通过数据线连接到读数仪上；
将红墨水缓慢灌入到软管内，分次灌入，每次待液位稳定时，分别读取软管上的刻度数以及压力传感器上的压力数据，得到不同长度液位的红墨水相对应的压力数据；
根据得到的不同长度液位的压力数据，依据液压原理，得到不同长度液位距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离；
根据长度数据和相应的垂直距离数据，标记出各点，最后，把所有标记的各点用曲线连接起来，所述曲线为海蚀槽的几何形态。
2.根据权利要求1所述的一种海崖海蚀槽几何形态测量装置，其特征在于，所述软管由PVC材料制成，呈透明状，沿长度方向在外侧标有刻度线。
3.根据权利要求1所述的一种海崖海蚀槽几何形态测量装置，其特征在于，压力传感器为振弦式压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种海崖海蚀槽几何形态测量方法，其特征在于，所述将压力传感器塞入到软管靠近海蚀槽底部的一端，还包括：
所述压力传感器和软管之间的缝隙采用快干玻璃胶进行密封良好，使得软管内部的红墨水不能够从软管底端渗出。
5.根据权利要求1所述的一种海崖海蚀槽几何形态测量方法，其特征在于，所述根据得到的不同长度液位的压力数据，依据液压原理，得到不同长度液位距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离，具体包括：
hi＝Pi/ρg＝Pi/γ
其中,i表示测量次数，i为正整数，hi表示第i次测量红墨水距离软管靠近海蚀槽底部的一端的垂直距离，Pi表示第i次测量压力传感器上的压力数据，ρ为红墨水的密度，g为重力加速度，γ为红墨水的重度。
6.根据权利要求1所述的一种海崖海蚀槽几何形态测量方法，其特征在于，所述将红墨水缓慢灌入到软管内，分次灌入，其中分次灌入的红墨水的量相同。
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