[發明專利]一種土工格柵應變測試裝置及其測試方法

無效

• 申請號: 201010124517.3
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN101793020A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 周國慶;廖波;梁恒昌;陳國舟;周揚;劉卓典;胡坤;陸勇
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E02D1/08
• 分類號: E02D1/08;G01B7/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種土工格柵應變測試裝置及其測試方法，尤其適用于土木工程中格柵的應變測試。

背景技術

土工格柵在我國公路、鐵路、市政工程、水利工程和工業建筑中作為一種不可缺少的建筑材料而廣泛應用。它常用作加筋土結構的筋材而使用。但目前對土工格柵在工程中的實際效果不甚明晰，其主要原因是建筑現場土工格柵的應變無法準確測試得到。如果能得到土工格柵應變情況就可以分析格柵的實際發揮能力。

目前，土工格柵的應變主要采用電阻式應變片測試。其具體做法是在鋪設的土工格柵上貼應變片，通過測試電阻值來反映荷載作用下格柵的應變。而國內電阻式應變片測試量程一般不超過0.5％，當應變超過0.5％時，所測得電阻與應變之間不呈線性關系。對于土工格柵而言，格柵的破壞應變一般超過10％，設計時采用2％應變對應的力值。所以實際現場測試時，這種測試方法無法測到精確的應變值，從而使土工格柵現場發揮效果無法深刻認識。目前現場測試中，還有采用土工格柵位移計的測試方法，這種方法客服了電阻應變片測試量程小的缺點，但它的整體結構稍較復雜，對于較多點的測試成本也較高。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，提供了一種結構簡單，制作容易，安裝簡單方便，測試數據精確穩定，性能可靠的土工格柵應變測試裝置及其測試方法。

本發明的土工格柵應變測試裝置，它包括柔性外殼，設在柔性外殼內的柔性密封體，柔性密封體內設有敏感元件，敏感元件上設有與數據線相連的電極，外殼的底部設有與其相扣合的底座，底座的中部設有卡套在土工格柵上的凹槽。

本發明的土工格柵應變測試方法：

a、首先在施工土工格柵的區域內間隔距離設定多個測點位置；

b、然后在土工格柵鋪設過程中，對定點測試位置的土工格柵表面進行打磨、清洗處理，涂膠黏劑；

c、將測試裝置的凹槽卡套在土工格柵上，使處理好的土工格柵表面與敏感元件底部黏貼；

d、施工地表，將數據線引出至地面；

e、用電阻測量儀器定期分別采集各測點的電阻數據值R，通過敏感元件的應變值ε與電阻變化率ΔR之間的函數關系式：ε＝f(ΔR)，得到各測點的土工格柵的應變值。

有益效果：本發明利用導電橡膠復合材料的敏感性對格柵應變進行測試，采用的敏感元件由導電橡膠復合材料加工而成并與電極和數據線連接，導電橡膠復合材料在大應變范圍內其電阻值與變形之間具有良好的特定關系，在進行土工格柵應變測試時，由導電橡膠復合材料制作的敏感元件與土工格柵同步變形，通過測量敏感元件的電阻變化值計算得到土工格柵應變值。與傳統的電阻式應變片量測土工格柵應變相比，本發明安裝方便，操作簡單，測試裝置的保護比電阻應變片傳感器容易，并解決了電阻應變片量程小的問題。其方法及結構簡單，造價低，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明裝置的主剖面圖；

圖2是本發明裝置的左視圖；

圖3是本發明裝置與土工格柵安裝后的主剖面圖；

圖4是本發明裝置與土工格柵安裝后的俯視圖。

圖中：剛性外殼-1，柔性密封體-2，敏感元件-3，導電橡膠復合材料-4，電極-5，數據線-6，底座-7，凹槽-8，土工格柵-9。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述：

如圖1和圖2所示，本發明的土工格柵應變測試裝置，包括它包括剛性外殼1，剛性外殼1內附著有柔性密封體2，柔性密封體2內含敏感元件3，敏感元件3由導電橡膠復合材料4加工而成并和電極5及數據線6連接，剛性外殼底座7套扣于剛性外殼1的底部，剛性外殼底座7中間設有卡套在土工格柵9上的凹槽8。剛性外殼1和剛性外殼底板8由剛性金屬或硬質塑料制成。柔性密封體2由橡膠加工而成。

本發明的土工格柵應變測試方法：首先在施工土工格柵9的區域內間隔距離設定多個測點，間隔距離一般為1米以上，然后在土工格柵9鋪設過程中，對其定點測試位置的表面進行打磨、清洗等處理，涂膠黏劑；將凹槽8露出的敏感元件3的底面與處理好的土工格柵9表面黏貼；將數據線6引出至地面，并連接到測試儀表上；通過測試儀表定期采集電阻數據值R，再通過敏感元件應變值ε與電阻變化率ΔR之間的函數關系式：

ε＝f(ΔR)

式中：ε為敏感元件應變值；ΔR為敏感元件電阻變化率，ΔR＝(R-R₀)/R₀，R₀為敏感元件初始電阻值。

計算得到敏感元件3的實時應變值ε，即得到，得到土工格柵9的應變情況。