[發明專利]光電式高填土方沉降量測試裝置及其安置方法

有效

• 申請號: 201310378737.2
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103485319A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 朱大勇;沈銀斌;汪哲蓀
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00;G01C5/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種光電式高填土方沉降量測試裝置，包括了頂面沉降測試裝置、土內沉降測試裝置，其特征在于：所述頂面沉降測試裝置的水平激光基準器安置在相對不位移處的測試臺座a上，所述頂面沉降測試裝置的光導絲式位移傳感器安置在高填土方頂面測試點處的測試臺座b上，所述的水平激光基準器向光導絲式位移傳感器發出水平激光，當高填土方頂面發生沉降時，所述的水平激光基準器發射到光導絲式位移傳感器上的激光點將向上移動，所述的光導絲式位移傳感器輸出高填土方頂面測試點沉降量的信號；所述的測試臺座b處有土內沉降測試裝置，在該測試臺座b下方高填土方鉛直的鉆孔內有圓形的護管，所述護管管底外沿中心線的測試點處土內有展翼錨頭，且所述護管底面距離展翼錨頭具有間隔，所述展翼錨頭上的鋼絲繩a從護管內穿出，與所述測試臺座b上機架內的拉簧連接，在所述機架的頂面有拉線式光電位移傳感器，該拉線式光電位移傳感器的拉線穿過機架頂板的通孔，與所述護管管口處鋼絲繩a連接，當高填土方內測試點處發生沉降，所述展翼錨頭下沉的同時，所述的鋼絲繩a帶動拉線式光電位移傳感器的拉線，該拉線式光電位移傳感器輸出高填土方內測試點沉降量的信號；所述的護管外壁光滑，護管與測試臺座b之間有接觸但不連接，護管能沿測試臺座b內壁豎向移動。

2.根據權利要求1所述光電式高填土方沉降量測試裝置，其特征是：所述的水平激光基準器由下而上依次有底座a、底盤和罩殼，所述的底座a為三角板形狀，底座a的三個角隅處各有一只調平螺栓，底座a的頂面上有水準泡，底座a頂面中心有立軸，該立軸穿于底盤中心的軸套，所述的底盤在底座a頂面能繞立軸轉動；所述的底盤上安置有立架，該立架兩個立桿的同一側面上各有一條豎向滑槽，立架上、下橫梁的中心軸孔內活動安置有一根豎直的螺桿；一只滑塊的兩端分別支撐于兩個所述立桿的滑槽內，該滑塊的中心穿有所述的螺桿，旋動上橫梁上螺桿的旋鈕a，能將所述滑塊沿兩側的滑槽上下移動，所述滑塊上安置有水平的激光發射器；所述的底盤頂面有旋鈕b，擰緊該旋鈕b能使底盤制動；所述的滑塊上有扳手，板緊該扳手能使滑塊制動；所述罩殼的頂部為圓彈頭形狀，罩殼側面的滑槽內有拉門。

3.根據權利要求1所述光電式高填土方沉降量測試裝置，其特征是：所述光導絲式位移傳感器的底座b為三角板形狀，底座b的三個角隅處各有一只調平螺栓，底座b的頂面上有水準泡，底座b頂面的中間有豎直且一側開口的矩形機殼，該機殼開口的側面上鑲有玻璃板，機殼內有豎直的長方形基板，該基板朝向玻璃板的面上有并排的水平凹槽，每個水平凹槽內鑲嵌有一條光導絲，所述的光導絲以交錯端部方式，將光導絲的一側端部與一只光敏元件連接；當所述的水平激光基準器發出的激光照射到光導絲式位移傳感器的任何一根光導絲上，該根光導絲將光線傳導給其根部的光敏元件，所述的光敏元件便輸出傳感信號。

4.根據權利要求1所述光電式高填土方沉降量測試裝置，其特征是：所述的展翼錨頭由下而上依次有錨尖、錨體、鉆桿接頭，所述的錨體為圓管形狀，該錨體側面的中部有四個等距分布的尖瓣形通孔，每個尖瓣形通孔內安置有一只尖瓣形的錨翼，每個所述錨翼的根部有銷軸孔，每個所述錨翼的銷軸孔內各安置有一根兩端固定在所述錨體內壁上的銷軸，所述的錨翼能繞該銷軸90°轉動；在所述錨體內的鉆桿接頭處有一根沿中心線的限位彈簧管，該限位彈簧管內活動安置有一只拉塞；所述拉塞的下端系有四根鋼絲繩b，該四根鋼絲繩b的另一端分別系于四個錨翼根部的凸塊上，所述拉塞的上端系有一根所述的鋼絲繩a，該根鋼絲繩a穿過所述錨體內的限位彈簧管，從鉆桿接頭的內孔中引出；所述限位彈簧管內壁上有一條繞圓周的凸肋，在該凸肋與凸肋兩側的部分管壁上，有與中心線平行的數條等距的通縫，形成能徑向彈性變形的彈性管；拉動所述的鋼絲繩a，將拉塞擠過所述限位彈簧管內壁上凸肋的同時，拉塞下端的四根鋼絲繩b分別拉動四個所述錨翼的根部，將四個所述錨翼繞各自的銷軸轉動，從所述錨體上向外展開；在所述錨體內壁尖瓣形通孔的上部位置有一道擋圈，每個所述錨翼依靠于該擋圈上定位；所述鉆桿接頭頂面的中心有六邊形的孔，該孔內的六個面上各自有一個卡鉆桿的碰珠凹坑；所述的錨尖為子彈頭形狀。

5.一種光電式高填土方沉降量測試裝置的安置方法，依次按以下步驟進行，其特征在于：

（1）在高填土方的頂面，按設計確定出所有測試點的位置；

（2）逐個在測試點上安置鉆機，采用小孔徑護壁鉆頭鉛直進行鉆孔達到設計深度，起出鉆頭后頂入護管達設計指定的位置，且護管頂部管口高出高填土方的頂面；

（3）把展翼錨頭安置在鉆桿上，穿入護管達鉆孔的底部，操作鉆機收緊展翼錨頭的鋼絲繩a，逐步打開展翼錨頭的錨翼，同時向上提鉆桿，把錨翼扎進土里，當展翼錨頭向上的阻力大于展翼錨頭鉆桿接頭內鉆桿碰珠的彈力時，展翼錨頭與鉆桿脫離，把展翼錨頭留在孔底的土內，作為土內沉降量測試頭；

（4）撤出鉆機，把展翼錨頭鋼絲繩a的繩頭留在護管頂部的管口，在護管的周圍做測試臺座b后，用水準儀測出該測試臺座b的頂面標高；在所述的測試臺座b上安裝機架，把所述的鋼絲繩a繩頭系于拉簧的一端，把該拉簧的另一端掛在機架上，將鋼絲繩a繃直，測量出所述展翼錨頭的埋深；

（5）把拉線式光電位移傳感器安置于所述機架的頂面，將拉線式光電位移傳感器的拉線與護管管口處鋼絲繩a連接，做好該測試點土內沉降量測試的準備；

（6）在測試臺座b上放置頂面沉降測試裝置的光導絲式位移傳感器，視其底座b上的水準泡，調整底座b上的調平螺栓，將底座b調成水平，拆下光導絲式位移傳感器的外罩；

（7）在遠離高填土方，且相對不位移，與測試臺座b通視處安置測試臺座a；在測試臺座a上安置頂面沉降測試裝置的水平激光基準器，視其底座a上的水準泡，調整底座a上的調平螺栓，將底座a調成水平；轉動底盤將激光發射器對準光導絲式位移傳感器后擰緊旋鈕b制動，做好該測試點頂面沉降量測試的準備；

（8）把水平激光基準器、光導絲式位移傳感器、拉線式光電位移傳感器的電纜與高填土方沉降量測試儀聯接，進行所有儀器設備的調試；

（9）操作高填土方沉降量測試儀測試出高填土方的起始數據后，按設計間隔的時間進行高填土方頂面、內部沉降量的測試。