[發(fā)明專利]土體內(nèi)部變形測試裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810037407.6
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101270972A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳錦劍;高慧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種巖土工程技術(shù)領(lǐng)域的測試裝置，具體是一種土體內(nèi)部變形測試裝置。

背景技術(shù)

巖土工程模型試驗是巖土工程領(lǐng)域最基本的研究方法，在土工模型試驗中往往需要對土體內(nèi)部的變形受力進(jìn)行測試，但目前缺少關(guān)于土體內(nèi)部變形的測試裝置與手段，從而影響試驗結(jié)果的分析與判斷。目前土體內(nèi)部沉降的常見原位觀測方法是將一根圓形沉降管錨固到土體基層，把磁環(huán)或沉降板套在沉降管外圍，埋設(shè)在各觀測層面的相應(yīng)位置，磁環(huán)在土體變形時可隨周圍土體同步下沉，而沉降管保持不會下沉，磁環(huán)在沉降管外沿管縱向上下滑動，通過沉降管內(nèi)的探頭測試磁環(huán)與沉降管之間的相對滑移量來確定磁環(huán)所在位置，進(jìn)而得到該處土體相對沉降管管口的位移變形量。該方法在目前的巖土工程現(xiàn)場測試和大型原位試驗中得到較多的應(yīng)用，也已有不少改進(jìn)方法。但其存在以下缺點：沉降管和磁環(huán)是通過鉆孔埋設(shè)安裝的，鉆孔與沉降管之間的孔隙靠回填料或周圍土體的回彈固結(jié)填實，測試深度較深時，回填不實會導(dǎo)致磁環(huán)與周圍土體不能完全同步變形，從而導(dǎo)致測量值與實際值不一致，造成較大的測量誤差。此外，通過沉降管內(nèi)的探頭下放(上提)的測量方法系人工讀數(shù)，精度和工作效率均較低。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00420035072.1，名稱：分層沉降儀，公開號：CN2685821，公開日：2005.03.16，該專利自述為：“本實用新型涉及一種分層沉降儀，單個整體單元包括：沉降板、電測位移傳感器、測桿、錨頭、錨板、金屬軟管、波紋管；其中電測位移傳感器上端與沉降板聯(lián)接，下端和錨頭相連，測桿安裝在金屬軟管內(nèi)；電測位移傳感器、金屬軟管、測桿、錨頭、錨板外套波紋管；兩個或多個整體單元層串聯(lián)成一體，組成兩個或多個層面的分層沉降儀；本實用新型整體埋設(shè)，電測位移傳感器的導(dǎo)線從沉降板周側(cè)通孔集中引出，不會影響路面的壓實施工，從而保證測量值與實際值趨于一致，行車過程也可測量；采用電測位移傳感器，可快速、準(zhǔn)確地直接實時測量沉降量；實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，實現(xiàn)自動測量和長期運行觀測。”以上所述傳統(tǒng)的測試方法和分層沉降儀專利均為針對現(xiàn)場測試，測試儀器體積大且較為復(fù)雜，不能應(yīng)用于土工試驗中的模型土體內(nèi)部變形測試。此外，前者測量精度過低，后者測試方法過于復(fù)雜，文獻(xiàn)檢索未見關(guān)于土工試驗中土體內(nèi)部變形測試裝置的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種土體內(nèi)部變形測試裝置，應(yīng)用于土工模型試驗，使其解決了在土工模型試驗中無法便捷測試土體內(nèi)部位移(或沉降)情況的問題。本發(fā)明能直觀、準(zhǔn)確、有效的測試土體內(nèi)部位移。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括：變形協(xié)調(diào)片、位移傳遞桿、軟套管和位移計，其中：變形協(xié)調(diào)片預(yù)埋于土體內(nèi)待測位置，變形協(xié)調(diào)片的中心與位移傳遞桿固定連接，位移傳遞桿的另一端與位移計相連，位移傳遞桿位于軟套管內(nèi)，軟套管將位移傳遞桿與管外土體隔離。

所述變形協(xié)調(diào)片，為剛性金屬材料，能夠與周圍土體同步變形。

所述變形協(xié)調(diào)片，為方形、圓形或十字形。

所述變形協(xié)調(diào)片，為方形或圓形時，其邊長或直徑為20mm-100mm；變形協(xié)調(diào)片為十字形時，兩交叉長方形的長度均為50mm-100mm，寬度為20mm-50mm。

所述變形協(xié)調(diào)片，其厚度為1mm-4mm。

所述變形協(xié)調(diào)片，其中心設(shè)有螺孔，螺孔與位移傳遞桿固定連接。

所述位移傳遞桿，為具有一定剛度的金屬材料，直徑為3mm-15mm。

所述軟套管，為波紋管或圓管，沿管軸縱向剛度較小，能與管外土體同步變形。

所述軟套管，其內(nèi)徑比位移傳遞桿的直徑大2mm-4mm。

所述位移計，為百分表或位移傳感器，視測試精度要求與試驗條件而定。

本發(fā)明在土工模型試驗測試時，先將變形協(xié)調(diào)片、位移傳遞桿和軟套管組裝成一個整體，位移傳遞桿和軟套管的長度根據(jù)測點距土體表面的距離而確定。在土體鋪設(shè)到設(shè)計測點位置時，將變形協(xié)調(diào)片、位移傳遞桿和軟套管組成的整體根據(jù)需要測試的土體位移方向固定于相應(yīng)位置，然后繼續(xù)鋪設(shè)上層土體直到全部完成。在位移傳遞桿的另一端安裝位移計。進(jìn)行土工試驗時，變形協(xié)調(diào)片隨著周圍土體同步變形，將位移通過位移傳遞桿傳遞到位移計，即可直接測試得到測點處土體順位移傳遞桿方向的位移。軟套管隔離位移傳遞桿和試驗土體，避免位移傳遞桿和周圍土體相互影響。