[發(fā)明專利]深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置及其測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410365884.0
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104089826A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于基寧;高志偉;王向陽;李響;舒磊;孫良鑫;辛文棟;葛建軍;王應(yīng)銘;張宗棠;郭剛;張然
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置，其特征在于：

包括氣壓反力系統(tǒng)、液壓載荷板系統(tǒng)和測試系統(tǒng)；

氣壓反力系統(tǒng)設(shè)置有圓筒形的上心管（7），上心管（7）外環(huán)套氣壓橡膠膜（6）；上心管（7）的頂端通過螺紋連接方式固定有上蓋板（5），上蓋板（5）頂部設(shè)置有吊環(huán)（4）；上心管（7）的底端焊接固定有下蓋板（20）；

液壓載荷板系統(tǒng)設(shè)置有圓筒形的下心管（12）；下心管（12）頂端通過螺紋連接方式固定有壓力傳感器（11），壓力傳感器（11）頂面焊接固定有千斤頂（10），千斤頂（10）通過法蘭盤（9）與上心管（7）相連接；下心管（12）下部外圈焊接有環(huán)形水平的支撐板（23），支撐板（23）上方設(shè)置有支撐環(huán)（14）；支撐環(huán)（14）內(nèi)圈通過滾柱軸承固定于下心管（12）外壁，外圈固定有環(huán)下心管（12）設(shè)置的環(huán)帶狀的液壓橡膠膜（15），內(nèi)圈與外圈之間設(shè)置有輻射狀的肋條，置于支撐板（23）上；下心管（12）底端焊接固定有載荷板（26）；

測試系統(tǒng)中包括液壓泵（17）、液壓管（21）、氣壓泵（19）、氣壓管（3）、測試儀器（18）、測試線（8）和位移傳感器（25）；液壓管（21）從液壓泵（17）接出，另一端接入液壓橡膠膜（15）；氣壓管（3）從氣壓泵（19）接出，另一端接入氣壓橡膠膜（6）；測試線（8）從測試儀器（18）接出，另一端接入支撐環(huán)（14）上設(shè)置的位移傳感器（25）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置，其特征在于：

液壓管（21）上設(shè)置有液壓橡膠膜控制閥（24）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置，其特征在于：

液壓管（21）上設(shè)置有分支，接入千斤頂（10），分支上設(shè)置有千斤頂控制閥（22）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置，其特征在于：

載荷板（26）底部設(shè)置有墊層（16）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置，其特征在于：

液壓管（21）、氣壓管（3）和測試線（8）均穿過上心管（7）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試裝置，其特征在于：

吊環(huán)（4）通過吊裝鋼纜與吊裝設(shè)備（1）相連接。

7.深孔內(nèi)土體壓縮變形模量及強(qiáng)度的測試方法，其特征在于：

由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一：鉆孔（2）的施工：

利用吊裝設(shè)備（1）和機(jī)械洛陽鏟鏟頭在試驗(yàn)點(diǎn)位成孔，鉆孔（2）直徑為載荷板（26）直徑加100mm；

鉆孔到試驗(yàn)深度后提出鉆頭并清孔，然后往孔底倒入10cm厚中粗砂整平；

步驟二：測試裝置組裝：

組裝液壓載荷板系統(tǒng)，將液壓橡膠膜（15）套在支撐環(huán)（14）外端，并將支撐環(huán)（14）套放在下心管（12）外的支撐板（23）上，然后將千斤頂（10）和壓力傳感器（11）連接于下心管（12）頂部，將位移傳感器（25）固定在支撐環(huán)（14）上；

在鉆孔（2）孔口固定墊叉（27），用吊裝設(shè)備（1）將組裝好的液壓載荷板系統(tǒng)放在墊叉（27）上；

組裝氣壓反力系統(tǒng)，首先將氣壓橡膠膜（6）套裝在上心管（7）外，然后將上蓋板（5）擰緊在上心管（7）上，將下蓋板（20）焊接于上心管（7）低端；

用吊裝設(shè)備（1）將氣壓反力系統(tǒng)吊裝至鉆孔（2）孔口的液壓載荷板系統(tǒng)上，用螺栓將法蘭盤（9）緊固后取掉墊叉（27）；

布置測試系統(tǒng)：液壓管（21）從液壓泵（17）接出，另一端接入液壓橡膠膜（15）；測試線（8）從測試儀器（18）接出，另一端接入位移傳感器（25）；氣壓管（3）從氣壓泵（19）接出，另一端接入氣壓橡膠膜（6）；

步驟三：測試：

將組裝好的液壓載荷板系統(tǒng)和氣壓反力系統(tǒng)緩慢放入孔底后，松開吊裝鋼纜，開啟氣壓泵（19）送氣至氣壓橡膠膜（6），維持30kpa氣壓15分鐘后，打開氣壓泵（19）的泄氣閥將氣壓橡膠膜（6）內(nèi)的氣體壓力減小至5kpa；

讀取壓力傳感器（11）初值，打開氣壓泵（19）將氣壓橡膠膜（6）內(nèi)氣壓加至30kpa，打開液壓泵（17）和千斤頂控制閥（22），緩慢加壓讀取壓力傳感器（11）壓力值，壓力傳感器（11）壓力達(dá)20kpa時(shí)穩(wěn)定壓力；

打開液壓橡膠膜控制閥（24），維持液壓橡膠膜（15）內(nèi)壓力30kpa，關(guān)閉液壓橡膠膜控制閥（24），讀取位移傳感器（25）初值；

將試驗(yàn)荷載分8級，用千斤頂（10）逐級加壓，每級壓力穩(wěn)定后才能進(jìn)入下一級壓力，壓力穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為60分鐘內(nèi)位移傳感器（25）記錄載荷板沉降小于0.1mm，每級加壓后10分鐘一次記錄壓力傳感器（11）和位移傳感器（25）的測量值。