[實用新型]黃土場地浸水條件下土體內部應力變化監測系統

有效

• 申請號: 201320124525.7
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN203132748U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 王家鼎;馬閆;彭淑君;李家棟;謝婉麗;谷天峰
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 林兵

技術領域

本實用新型屬于工程監測技術領域，具體涉及一種土體內部應力監測系統，特別是一種黃土場地浸水條件下土體內部應力監測系統。本實用新型用于地表大面積浸水條件下黃土體內部應力強度及應力分布狀態的快速、連續、準確監測。

背景技術

黃土由于其特殊的形成時代和形成環境，導致了其具有大孔隙性進而導致了其具有強烈的水敏性，而黃土水敏性最突出的表現形式就是濕陷。隨著國家經濟的持續快速發展以及政策傾斜，我國中西部地區的建設速度和規模日漸加大，導致黃土區各大城市用地日趨緊張，新建的工業與民用建筑呈現逐漸由低階地轉向高階地發展態勢，隨之而來的大厚度自重濕陷性黃土地基的勘察、評價以及處理問題成為了黃土地區工程技術人員所面臨的首要難題。《濕陷性黃土地區建筑規范》(GB?50025-2004)中對于黃土濕陷性場地得評價體系是以沉降量為導向，強調最終結果而不是很重視過程，這種評價體系在相當長的時間里指導了大量的建設，成效顯著。但是，我們必須認識到，隨著工程建設規模加大,“長、大、高”的重要工程越來越多，很多工程事故表明黃土的濕陷敏感性與最終濕陷量同樣決定著工程的安全。另外，發明人還注意到：濕陷導致地面沉降的過程不只是單純的土體縱向壓縮，而是縱向壓縮和側向擠出相伴而生，一些工程事故的調查已經證明了這一點。由于不同地區土質不同，所以由側向擠出而反映在地表沉降量值也有所不同。因此，在評價黃土濕陷敏感性及側向變形影響時需要獲得在水的浸入過程中土體內部應力強度和應力分布狀態的數據，而目前尚沒有獲取這類數據的系統、科學、高效的裝置，對該裝置的研究和開發是十分必要的，對黃土地區各種重大工程地基處理工作具有重大的現實意義。

發明內容

針對現有技術中存在的空白和不足，本實用新型的目的在于，提供一種黃土場地浸水條件下土體內部應力監測系統，該系統通過電源、采集器和上位機實現全自動化數據獲取，能夠快速、連續、準確地監測地表大面積浸水條件下黃土體內部應力強度及應力分布狀態，從而為黃土濕陷敏感性及側向變形影響評價提供準確可靠的參數。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案予以解決：

一種黃土場地浸水條件下土體內部應力監測系統，包括電源、上位機、多個土壓力傳感器和至少一個數據采集器；其中，每個所述土壓力傳感器的輸出端分別連接數據采集器的輸入端，數據采集器的輸出端分別連接上位機，所述電源連接土壓力傳感器、數據采集器及上位機為其供電；

由所述多個土壓力傳感器實時采集黃土場地浸水條件下土體內部的土壓力數據，采集到的數據發送到數據采集器，數據采集器將其發送到上位機，由上位機對接收到的數據進行處理。

本實用新型的系統還包括如下其他技術特征：

所述土壓力傳感器包括不銹鋼質的盒體、電阻應變片、接線板和頂蓋，盒體底面的鍍鋅層作為受力膜，盒體內固定有由電阻應變片組成的橋式電路和接線板，電阻應變片組成的橋式電路緊貼盒體內底面，所述接線板位于電阻應變片組成的橋式電路的上方；電阻應變片組成的橋式電路通過接線板由信號線引出盒體，盒體頂部安裝頂蓋。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型的監測系統將橫縱兩向的土壓力納入了監測內容，全面土體內部的應力強度和應力分布狀態，彌補了現有技術中未考慮側向變形導致對場地濕陷性評價不準確以及缺少數據無法對濕陷敏感性進行評價的缺陷，有利于安全性設計。

（2）采用多個高精度土壓力監測元件，采集速度快且全自動化，采樣速度達每秒1次，可連續地反饋浸水狀態下土體內部應力強度和應力分布狀態的變化規律，并可以根據土層壓力變化情況對數據采集密度和精度進行適時動態調整，為濕陷敏感性評價及側向變形影響評價提供可靠參數。

（3）本實用新型的系統結構簡單，操作簡單，安裝、使用方便。

附圖說明

圖1是本實用新型的監測系統的連接框圖。

圖2是土壓力傳感器的結構示意圖。

圖3是U形鐵桿示意圖。

圖4是預制鋼模具示意圖。

圖5是傳感器的布設示意圖。

圖6是一個土壓力傳感器的標定及擬合標定曲線。

圖7是縱向土壓力時態曲線。

圖8是橫向土壓力時態曲線。

圖中標號：1、受力膜，2、電阻應變片，3、接線板，4、信號線，5、頂蓋，6、盒體。

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步解釋說明。

具體實施方式