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专利号: 2017108523256
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于磁场的桥墩冲刷监测方法,其特征在于:包括如下步骤:

S1)在桥墩前侧距离水面1米处,选择1个参考点,考虑到水位变化,不同时间的参考点设置位置不同,记录参考点至桥面的距离,在参考点处布置全张量磁场梯度仪,所述全张量磁场梯度仪包括四个三轴磁场传感器、微处理器、无线通讯模块和工程塑料外壳;所述四个三轴磁场传感器的x、y和z轴一致,且四个三轴磁场传感器在同一个平面上,该平面为三轴磁场传感器的x轴和y轴形成的平面上;所述全张量磁场梯度仪的原点o在四个三轴磁场传感器的形心,全张量磁场梯度仪的x、y和z轴分别与四个三轴磁场传感器的x、y和z轴一致;

全张量磁场梯度仪的z轴方向向上;

S2)计算冲刷传感石块在参考点处的磁感应强度沿着x轴方向的变化率:BxA和BxB分别为A和B处的x方向的磁感应强度,A、B分别为两个三轴磁场传感器,从A到B为x轴正方向;ByA和ByB分别为A和B处的y方向的磁感应强度;BzA和BzB分别为A和B处的z方向的磁感应强度;L为两个三轴磁场传感器的形心在x方向的之间的距离,为0.5米;

S3)计算冲刷传感石块在参考点处的磁感应强度沿着y轴方向的变化率:BxC和BxD分别为C和D处的x方向的磁感应强度,C、D分别为两个三轴磁场传感器,从C到D为y轴正方向;ByC和ByD分别为C和D处的y方向的磁感应强度;BzC和BzD分别为C和D处的z方向的磁感应强度;L为两个三轴磁场传感器的形心在y方向的之间的距离,为0.5米;

S4)计算冲刷传感石块在参考点处的磁场梯度张量的局部模量CX:

S5)计算冲刷传感石块在参考点处的磁场梯度张量的局部模量CY:

S6)计算冲刷传感石块在参考点处的磁场梯度张量的局部模量CXY:S7)计算冲刷传感石块至参考点的距离:

式中,μ0为介质磁导率,m为冲刷传感石块的磁矩,在桥墩前侧抛掷冲刷传感石块前测定其磁矩,r为冲刷传感石块至参考点的距离;

S8)计算冲刷深度hsc

根据式(1)-式(6)计算任意时刻冲刷传感石块至参考点之间的距离r,任意时刻参考点至桥面的距离为L,则冲刷深度hsc为hsc=(r+L)-(r0+L0)                  (7)式中,r0为冲刷传感石块至参考点之间的初始距离,在抛掷冲刷传感器石块时由式(1)-式(6)计算得到;L0为参考点至桥面的初始距离,与r0对应,根据冲刷深度hsc与极限冲刷深度hsclim对比,进行桥墩冲刷预警。