基于無線傳感網(wǎng)絡凍融循環(huán)下路基環(huán)境安全檢測裝置設計.pdf

1、凍融循環(huán)就是凍結作用和融化作用交替、重復發(fā)生的過程。這種過程發(fā)生在冷熱交替的時候，當溫度在0℃以上的時候，由于覆蓋在凍土表面的冰晶霜雪的融化，會產(chǎn)生液態(tài)的水，這些液態(tài)水會沿著結構體表面存在的孔隙或裂縫向其內部滲透；當溫度在0℃以下時，其中的含液態(tài)水的凍土凝結成冰狀，產(chǎn)生膨脹，當膨脹應力較大時，就會在結構中產(chǎn)生裂縫。它的反復出現(xiàn)，造成建筑構造的嚴重破壞。在凍土區(qū)，特別是季節(jié)性凍土地帶，由于自然天氣作用下的溫度變化，路基土在凍融循環(huán)的作用會

2、發(fā)生崩裂、翻漿，對道路結構造成嚴重破壞。為了應對這一問題，就需要對凍融循環(huán)下的路基變形加以研究，而為了研究其變形機理，對于凍融循環(huán)下的溫度變化測量又顯得必不可少。
　　隨著無線網(wǎng)絡技術日趨成熟，傳感器也向數(shù)字化、小型化方面發(fā)展，為路基環(huán)境參數(shù)測量提供了新的手段。其中，基于藍牙4.0標準的低功耗藍牙由于可以完成許多環(huán)境惡劣等非接觸式測量的檢測任務，逐步受到重視。低功耗藍牙將高度集成的微型控制器與無線設備結合在一起，在單顆紐扣電池的供

3、電下其運行時間可達數(shù)月甚至幾年，這就使得利用低功耗藍牙技術實現(xiàn)實時、連續(xù)的測量成為了可能。
　　本文結合國家自然科學基金(51378164)資助項目“季節(jié)凍土在凍融循環(huán)與沖擊型載荷協(xié)同作用下永久變形機理及分析方法研究”，從季凍土區(qū)凍融循環(huán)下路基的環(huán)境溫度檢測實際需求出發(fā)，設計了一種基于低功耗藍牙的無線小尺寸溫度檢測裝置，實現(xiàn)了對路基溫度的實時采集，整個設備大小僅為2.5cm×2.5cm×1.5cm，可忽略測試中的尺寸效應；利用手機