一、產(chǎn)品概述

TD50123-40Y原位凍土分層凍脹試驗(yàn)儀是我公司針對(duì)寒區(qū)工程建設(shè)需求，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》第40章《原位凍脹率試驗(yàn)》及TB10102-2010《鐵路土工試驗(yàn)規(guī)程》要求，研發(fā)的專(zhuān)業(yè)級(jí)凍土分層凍脹特性測(cè)試設(shè)備。本技術(shù)方案在傳統(tǒng)原位凍脹試驗(yàn)儀基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性集成了全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與遠(yuǎn)程傳輸云處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了凍脹量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、智能化監(jiān)測(cè)與分析，為凍土工程勘察、設(shè)計(jì)與施工提供科學(xué)可靠的技術(shù)支撐。

本儀器適用于除漂石以外的其他各類(lèi)土形成的凍土地層，廣泛應(yīng)用于寒區(qū)鐵路、公路、房屋建筑、機(jī)場(chǎng)跑道等工程的地基凍脹特性評(píng)價(jià)，特別適用于高寒地區(qū)重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的凍土參數(shù)獲取與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

二、技術(shù)參數(shù)

三、系統(tǒng)組成

3.1現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元

（1）測(cè)桿與傳感器組件

?分層測(cè)桿：根據(jù)凍土特性配置2-8層測(cè)桿，每層測(cè)桿獨(dú)立監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)土層的凍脹量

?高精度位移傳感器：每根測(cè)桿頂部安裝高精度位移傳感器（分辨率0.01mm），實(shí)時(shí)測(cè)量?jī)雒浳灰?/span>

?測(cè)桿保護(hù)套管：不銹鋼材質(zhì)，防銹防腐，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性

（2）基準(zhǔn)梁系統(tǒng)

?基準(zhǔn)盤(pán)(梁)：穩(wěn)定基準(zhǔn)參考面，距凍前地面高度＞40cm

?固定支架：高強(qiáng)度材料，確?；鶞?zhǔn)梁穩(wěn)定性；最大凍深范圍內(nèi)加設(shè)保護(hù)套管

（3）數(shù)據(jù)采集箱

?主控制器：工業(yè)級(jí)ARM處理器，穩(wěn)定可靠

?數(shù)據(jù)采集模塊：多通道同步采集，支持各測(cè)點(diǎn)獨(dú)立校準(zhǔn)

?通信模塊：4G/5G無(wú)線通信模塊，支持北斗短報(bào)文（無(wú)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境備用）

?電源管理模塊：智能電源管理，支持太陽(yáng)能+鋰電池供電系統(tǒng)

?本地存儲(chǔ)模塊：大容量存儲(chǔ)芯片，確保數(shù)據(jù)不丟失

（4）輔助系統(tǒng)

?凍深器：監(jiān)測(cè)最大凍深變化

?地下水位觀測(cè)管及測(cè)鐘：監(jiān)測(cè)地下水位變化

?太陽(yáng)能供電系統(tǒng)：太陽(yáng)能電池板+鋰電池組，適應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)電網(wǎng)環(huán)境

3.2遠(yuǎn)程傳輸與云處理單元

（1）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

?無(wú)線通信：4G/5G網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸

?備用通信：北斗短報(bào)文通信（適用于無(wú)4G/5G信號(hào)的極偏遠(yuǎn)地區(qū)）

?斷點(diǎn)續(xù)傳：網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)本地緩存，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)傳

（2）云平臺(tái)系統(tǒng)

?實(shí)時(shí)監(jiān)控大屏：多站點(diǎn)凍脹量實(shí)時(shí)顯示，異常數(shù)據(jù)預(yù)警提示

?數(shù)據(jù)分析模塊：自動(dòng)計(jì)算凍脹率(ηf=Δhf/Hf×100)，繪制凍脹過(guò)程線與H?-Δhe(η)關(guān)系曲線

?數(shù)據(jù)管理：支持歷史數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出（Excel/PDF格式）、多維度篩選

?報(bào)告生成：自動(dòng)生成符合GB/T50123標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)報(bào)告

?多級(jí)權(quán)限管理：支持項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)人員分級(jí)權(quán)限控制

?設(shè)備管理：遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、電池電量、信號(hào)強(qiáng)度等參數(shù)

四、技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)

4.1全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

（1）高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

?采用進(jìn)口高精度位移傳感器，分辨率達(dá)0.01mm，確保凍脹量測(cè)量精度

?每分鐘至每小時(shí)可調(diào)節(jié)的自動(dòng)采集頻率，滿足不同試驗(yàn)階段的監(jiān)測(cè)需求

?多層測(cè)桿獨(dú)立同步采集，精確獲取各土層凍脹特性差異

（2）智能數(shù)據(jù)校準(zhǔn)

?自動(dòng)溫度補(bǔ)償算法，消除低溫環(huán)境對(duì)傳感器精度的影響

?系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并剔除異常數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)可靠性

?支持現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)校準(zhǔn)與遠(yuǎn)程自動(dòng)校準(zhǔn)功能

4.2遠(yuǎn)程傳輸與云處理平臺(tái)

（1）無(wú)縫遠(yuǎn)程連接

?4G/5G無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸

?北斗短報(bào)文備用通信，確保極偏遠(yuǎn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸

?智能斷點(diǎn)續(xù)傳機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)中斷不影響數(shù)據(jù)完整性

（2）智能化云處理

?實(shí)時(shí)分析：云平臺(tái)自動(dòng)計(jì)算凍脹率，繪制凍脹過(guò)程曲線與凍深-凍脹量關(guān)系圖

?智能預(yù)警：設(shè)置凍脹速率閾值，異常情況自動(dòng)推送預(yù)警信息至相關(guān)人員

?多站點(diǎn)管理：支持同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)試驗(yàn)站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域凍土特性對(duì)比分析

?數(shù)據(jù)安全：采用金融級(jí)加密技術(shù)，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的安全性與完整性

4.3系統(tǒng)集成與適應(yīng)性設(shè)計(jì)

（1）模塊化設(shè)計(jì)

?各組件模塊化設(shè)計(jì)，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝、維護(hù)與升級(jí)

?標(biāo)準(zhǔn)化接口，支持與其他監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)融合

（2）極端環(huán)境適應(yīng)

?工作溫度范圍-40℃~+60℃，適應(yīng)極寒地區(qū)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行

?防護(hù)等級(jí)IP67/IP68，防水防塵防凍，確保惡劣環(huán)境下的可靠性

?太陽(yáng)能+鋰電池供電系統(tǒng)，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)電網(wǎng)問(wèn)題

（3）專(zhuān)業(yè)定制服務(wù)

?根據(jù)項(xiàng)目需求定制測(cè)桿層數(shù)、長(zhǎng)度與埋設(shè)深度

?支持特殊環(huán)境下的傳感器選型與系統(tǒng)配置優(yōu)化