專利名稱：一種監測用噴射法制作的柱狀體的直徑的方法
技術領域：
本發明涉及一種用被稱為噴射澆注的壓力澆注技術制作的圓柱體的直徑的監測方法。
該技術在于用一個在壓力下傳輸一個或多個液體噴射流的工具，在地面上鉆出一個相當大的圓筒狀直孔，在這樣的孔中填充澆注材料或類似物質，得到一個在該孔中形成的柱狀體，為地面的工程安裝做好準備。該技術在法國專利No.2700128中有詳細的描述。
用液體射流鉆孔的方法是可以理解的。在壓力下，實際孔徑根據下層土壤的不規則性，特別是根據下層土壤的不同特性，隨深度有很大的變化。結果，用這種方法得到的柱狀體的直徑，根據深度不同，會有相當大的差別，當圓柱狀體的深度很深時，比如15米深，這個問題是十分嚴重的。
在某些情況下，制出彼此相鄰的連續的柱壯體，以便在地面上構成連續的障礙物。很明顯，在這種情況的應用中，在不同的深度監測每一個柱壯體的直徑，以保證所形成的柱壯體在全部高度上保持連續是十分重要的。
目前，還沒有一種監測用噴射澆注方法制作的柱壯體的直徑的方法。現有技術包括了制作一個測試柱體，其上部露出地面以直觀檢查它的直徑，可以理解，這種技術使用起來相當繁瑣，并且在任何情況下，都不能監測到柱壯體的更深層部分。
還有的技術是利用電測量方法，以確定一定深度的土壤的特性，在那些技術中，一個包含一系列以規則距離排開的電極的探測器放置于圓孔中，這些電極既作為測量電勢差的電極，又作為向地面注入電流的電極。
注入電流的電極在圓孔的周圍產生電場，在圓孔的不同深度所做的電勢差測量，使土壤的特性可以根據在不同的深度測量的代表土壤性質的物理量來確定，這個物理量包括土壤的電阻，其可以衡量土壤的性質。此技術在本人的歐洲專利No.0518686中有詳細的描述。
本發明的目的是提供一種監測用噴射澆注方法在土壤中制作的柱狀體的直徑的方法，該方法不具有破壞性，并使所做柱狀體的全部高度都可以得到監測。
為達到上述目的，本發明包括如下步驟制作一部測量儀器，包括一個其長度與柱狀體的長度相當的管狀單元，所述管狀單元包括一組產生電場的發射電極和一組測量由所述電場產生的電勢差的測量電極，電極分別與電源和電勢差測量設備相連。
在靠近柱狀體的位置的土壤中做一個參考孔，所述測量儀器安放在其中，在參考孔不同的深度來測量代表土壤物理特性的電壓值，以取得所述深度的一系列參考值。
在要測試的柱狀體中鉆一個軸向孔，其直徑大大小于所述柱狀體的直徑。
將所述測量儀器插入到所述柱狀體中的軸向孔中，并在不同的深度測量電壓值，因此就取得了在不同深度代表與所述柱狀體和周圍土壤相關聯的物理特性的實際的電壓值。
所述實際的電壓值與所述參考值一并處理，就得到代表所述柱狀體在不同深度的直徑的信息。
在這種方法中，參考孔開始時位于靠近所述柱狀體的位置處，在參考孔中得出電測量值，取得在所形成的孔中相應于不同的深度的參考物理量，孔的深度自然與所述柱狀體的深度相一致。
在第二步中，用噴射澆注法制成柱狀體后，在所形成的柱狀體中鉆出軸向孔，并且用同樣的測量設備在孔的不同深度進行測量，柱狀體也是同樣做法。這種測量方法用于取得在每一個深度首先與柱狀體在所述深度的直徑關聯，其次與電場中的周圍部分土壤相關聯的物理參數，處理這些在不同深度與在參考孔中測量參考值時取得的結果相聯系的測量值，就可能導出與柱狀體本身相聯系的值，進而導出直徑或至少代表直徑變化的相關量。
在第一種實現方案中，在柱狀體中鉆軸向孔時，所述孔在不同深度相對于垂直方向的任何傾斜都要進行測量，以便取得一系列的傾斜值，在不同深度代表柱狀體直徑的信息可依靠所述傾斜值進行更正。
在這個改進的實現方案中，在安裝測量儀器以前，應該預先估計在柱狀體中所鉆軸向孔的傾斜度。在不同的測量深度確定傾斜度可以使實際測量值更正確，進而使所測量的直徑更正確。
在第一個實現方案中，所述軸向孔在制做柱狀體的材料未澆注時做好。
在第二個實現方案中，所述軸向孔在制做柱狀體的材料已澆注或已部分澆注時做好。
物理量最好為土壤或柱狀體材料的電阻，為了利用所述參考值處理所述實際值，要用到特殊的軟件來提供一個與柱狀體的形狀和周圍的土壤都相關的參考電阻值和實際電阻值的三維分析。
本發明的其它的特點和優點會在以下所給的不同實施例的描述中更進一步地闡明。所做的描述參考以下附圖

圖1A-1D顯示了測量柱狀體直徑的方法的不同步驟。
圖2顯示了測量方法的第一個實施方案。
圖3顯示了本發明方法的第二個實施方案。
首先參考圖1A-1D，以下為測量用澆注法制作的柱狀體的直徑的整個方法的描述，而且是在沿柱狀體高度的不同點進行的。
如圖1A所示的第一步中，在土壤10中鉆長為L的圓柱狀孔12，其長度等于即將制作的柱狀體的長度，一個電測量儀器14插入到孔12中，該儀器包括含有一套均勻放置、基本上由電極構成、且每一個均與導線22相連接的探測器18的筒狀單元16。導線22連接由符號24代表的、基本上由電流發生器和測量電勢差的設備組成的電子設備。正如在被認為構成了本專利申請的組成部分的歐洲專利No.9585686中更詳細的描述，一些電極是產生電場、在土壤中形成電圓柱體26的電流注入電極，這就是注入電極的位置的作用。另外的電極是使軸向孔中的兩個不同點間的電勢差能夠被測量的電勢差測量電極。所述電勢差同時依賴于產生的電場和與產生的電場相關的介質的電阻。很明顯，通過向注入電極連續地供電和在不同層面測量連續的電勢差，就可以畫一幅在軸向孔12中不同深度的土壤電阻圖。如果考慮特殊的例子，可以相應于電阻p01,p02和p03確定三個不同的地形層面Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ，這些與相應于不同層面的深度相關連的電阻值被存儲于記憶器30中。
在以下的步驟中，用噴射澆注技術在土壤10中制作第一個柱狀體32，柱狀體和土壤10的交界處為參考面34。在每一個深度X，構成柱狀體32的的澆注物質產生了根據土壤的性質變化的相關直徑。
在下面如圖1C所示的步驟中，在柱狀體32中鉆出軸向孔36。這個軸向孔36可以在澆注物質澆注前制成，這樣的話，軸向孔36就包含了澆注物質減少了機械強度的軸向區域；另外，軸向孔36也可以在澆注物質至少在一定程度上被澆注后做成，這樣，軸向孔36就真正地形成了軸向孔。
在下面如圖1D所示的步驟中，以上描述的基本上由圓筒、電流注入電極和電勢差測量電極18構成的測量儀器14被放置于軸向孔36中的位置。向注入電極連續供電并用測量電極連續測量，就可以在進行測量的柱狀體的不同深度測得電阻值。每一個電阻值p’0都既與柱狀體的直徑，即與電勢差的測量有關的澆注物質的數量，又與周圍土壤的電阻相關。使用計算機回路24并用這個特別的例子中的參考電阻p01,p02和p03處理作為深度X的函數的不同電阻值pX，就可以從中導出僅與構成柱狀體32的澆注物質有關的作為深度X的函數的有用的電阻值。這個電阻值代表了隨深度變化的柱狀體的直徑。在參考孔中取得的電阻值和在柱狀體的不同深度測量的電阻值的處理要靠配備用于解釋測量的明顯電阻值的特殊軟件來實現。這個軟件利用了電流在土壤(參考)中和在三維空間的土壤及柱狀體(測量值)中的傳播規律，并考慮了與土壤和構成柱狀體的材料(土壤中的層，層的厚度，層的電阻，柱狀體材料的電阻，……)相關的參數。在上面的專利中，解釋了這個用于土壤地處理方法所應用的原則。
在改進的實施例中，在鉆出軸向孔36時，也要測量出孔的傾斜度。為了做到這一點，就要在鉆孔的工具上安裝一個傾斜計。當柱狀體的深度L較大時，要保證軸向孔36的準確垂直是很困難的。可以理解，校正如上由一個與孔的傾斜度相關的系數確定的有用的電阻值，就可以取得在不同深度的更準確的柱狀體的直徑。測量儀器可以是分別如圖2和圖3所示的兩個不同類型中的一種。
在圖2中，測量儀器的筒狀單元由中間打孔的塑料管40構成，每個管彼此連接構成適當長度的筒狀單元。探測器18與電導線22一起放置于筒狀單元中。底部管40a用塞子42封住。為了有助于在軸向孔中安裝筒狀單元，并阻止灰塵從孔中進入筒狀單元，可以用工業纖維或其它紡織物包在圓管40的外面。探測器可以在該儀器插入到柱狀體的軸向孔中之前安裝進圓管40。
探測器18也可以在圓管40放入軸向孔后裝入圓管40中。自然地，必須向打孔的筒狀單元中注入導電液體以在探測器18和構成柱狀體32的材料之間提供電的連續性。
在圖3中，測量儀器的筒狀單元由與構成電極的導電圈52互連的絕緣管50構成。一套導電體54將導電圈52與放置于表面的電子設備連接起來。底管50a用塞子56封住。
這樣的一個測量儀器在本人的歐洲專利申請EP0863412中有詳細的描述。
權利要求
1．一種監測在土壤中用噴射澆注方法制作的柱狀體的直徑的方法，所述方法其特征在于包括如下步驟制作一種測量儀器，其包括長度與柱狀體的長度基本相同的筒狀單元，所述筒狀單元裝有一組產生電場的發射電極和一組測量由所述電場產生的電勢差的測量電極，該電極分別與電源和電勢差測量設備相連；在靠近制作的柱狀體的位置附近鉆出參考孔，所述的測量儀器放置其中，來測量代表在參考孔的不同深度的土壤的物理特性的電壓值，以取得一系列在所述深度的參考值；在所測試的柱狀體中鉆出一個軸向孔，該軸向孔的直徑比所述柱狀體的直徑小得多；將所述測量儀器插入在所述柱狀體中鉆出的軸向孔中，在不同的深度測量電壓值，就會得到代表與在不同深度的所述柱狀體和周圍土壤相聯系的物理特性的實際電壓的測量值；處理所述的實際測量值和所述的參考測量值，就會得到代表在不同深度的所述柱狀體的直徑的信息。
2．根據權利要求1所述的方法，其特征在于在所述的柱狀體中鉆軸向孔時，要在不同的深度測量所述軸向孔相對于垂直方向的傾斜度，以取得一系列的傾斜值，代表在不同深度的柱狀體直徑的信息靠所述傾斜值進行校正。
3．根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述軸向孔在制作所述柱狀體的材料還沒有澆注時做出。
4．根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述軸向孔在制作所述柱狀體的材料已經澆注，至少是部分澆注時做出。
5．根據權利要求1-4任一所述的方法，其特征在于所述測量儀器的筒狀單元由一組相互連接的帶孔圓筒組成，所述電極放置于所述筒狀單元內，所述筒狀單元充滿了導電液體。
6．根據權利要求1-4任一所述的方法，其特征在于測量儀器的所述筒狀單元由一組組裝在一起的由絕緣材料制成的圓管構成，所述圓管的外表面裝有構成所述電極的環形導電區，導電體被放置在將所述的環形導電區連接到所述電源和所述電壓測量設備的筒狀單元內。
7．根據權利要求1-6任一所述的方法，其特征在于所述的物理特性是電阻。
8．根據權利要求7所述的方法，其特征在于為了利用所述參考值處理實際測量值，要用特殊的軟件來提供與柱狀體的形狀和周圍的土壤均有關的參考電阻值和實際電阻值的三維分析。
全文摘要
本發明涉及一種監測在土壤中用噴射澆注方法制作的柱狀體的直徑的方法。制作一個包括長度與柱狀體(12)的長度完全相同的筒狀單元(16)的測量儀器(14),所述筒狀單元裝有一組產生電場的發射電極(18)和一組測量所產生的電勢差的測量電極(18),在土壤中鉆出一個參考孔,在要測試的柱狀體中制出軸向孔(36),所述的測量儀器(14)放置其中,來測量不同深度的電壓值,并對所述電壓值進行處理。
文檔編號E21B47/08GK1305088SQ0013211
公開日2001年7月25日 申請日期2000年12月14日 優先權日1999年12月14日
發明者皮埃爾·弗拉皮 申請人:大地公司