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
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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