[實(shí)用新型]巖土壓力傳感器埋設(shè)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420081812.9
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN203745110U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海根;徐晨;李金鳳;鐘華林
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;E02D33/00;E02D1/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于巖土工程領(lǐng)域，特別是一種巖土壓力傳感器埋設(shè)裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)在的巖土工程、水利水電工程以及水運(yùn)工程建設(shè)中，越來越多地使用到巖土壓力傳感器測量粗顆粒材料介質(zhì)中的壓力，例如：水利水電工程中，建造堆石壩的過程需要監(jiān)測壩體關(guān)鍵部位的土壓力；道路工程中，需要監(jiān)測路基反力，水運(yùn)工程中也時(shí)常需要埋設(shè)土壓力計(jì)以監(jiān)測結(jié)構(gòu)安全狀況；另外，在針對粗顆粒材料的科學(xué)研究中，往往也需要原位巖土應(yīng)力的數(shù)據(jù)，由于其顆粒較大，常規(guī)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法無法獲取，只能通過現(xiàn)場埋設(shè)土壓力計(jì)的方式獲得，而現(xiàn)有的現(xiàn)場埋設(shè)的測量裝置主要是用于細(xì)顆粒土中的壓力測量，例如粘土、粉土等，而對粗顆粒的巖土中壓力的測量，現(xiàn)有的技術(shù)仍有許多不足。

土壓力傳感器的測量精度受很多因素影響，相當(dāng)復(fù)雜，例如傳感器自身的形狀、剛度，埋設(shè)介質(zhì)的剛度、顆粒級配、壓實(shí)度等。總體來說，影響傳感器測量精度的因素是傳感器自身特性以及埋設(shè)條件。其中，埋設(shè)條件很大程度上受傳感器埋設(shè)方法的影響。

對于填方中巖土傳感器埋設(shè)，一般步驟如下：

1、開挖（非坑埋設(shè)法此步驟省略）。在預(yù)定的埋設(shè)挖坑槽至預(yù)定的埋設(shè)高程。坑槽面積約為1.2m×1.2m，依據(jù)填方材料不同，槽深一般在1.2m左右。

2、平整傳感器埋設(shè)基床面，使其密實(shí)、均勻、平整。一般基床面需要墊層料制備。

3、按照要求安放傳感器。

4、保護(hù)傳感器。一般采用級配砂在其感應(yīng)膜上方制備保護(hù)層，粗粒料中的傳感器可適當(dāng)放寬保護(hù)層顆粒尺寸要求。保護(hù)層應(yīng)分層碾壓制備，保證密實(shí)

5、回填原介質(zhì)。薄層鋪料，專門壓實(shí)，使傳感器周圍材料的級配，含水量、密度與臨近土方接近。

從上述步驟可以看出，傳統(tǒng)埋設(shè)傳感器方法應(yīng)用于粗顆粒料中，存在下列缺點(diǎn)：

1、需要挖設(shè)直徑1.2m左右的坑槽，需要大量的墊層料和原介質(zhì)土回填，回填質(zhì)量無法得到有效控制，對原介質(zhì)產(chǎn)生擾動，改變了原介質(zhì)土體的物理力學(xué)性質(zhì)。

2、的傳感器上方保護(hù)層的尺寸過大，保護(hù)層質(zhì)量不高，改變傳感器周圍受力情況，使得所測量的數(shù)據(jù)不能代表原介質(zhì)自身性質(zhì)；

3、埋設(shè)效率低下問題，開挖量大，安裝配置需要花費(fèi)大量人力物力；

4、傳感器測量有效性得不到保證。在粗顆粒土石料中埋設(shè)土壓力盒測量時(shí)，可能由于其顆粒較大，造成傳感器敏感面局部產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響測量精確程度；可能由于介質(zhì)透水性能較好，傳感器與大量水接觸后失效；而且，由于保護(hù)層材料顆粒較細(xì)，可能在震動碾壓過程中振散入原介質(zhì)土體中，降低了測量數(shù)據(jù)的有效性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種開挖坑槽小，傳感器所需的保護(hù)層尺寸小，能提高了埋設(shè)的效率，提高了測量精度，且能防止保護(hù)層在震動碾壓中被震散的巖土壓力傳感器埋設(shè)裝置，以解決在粗粒料中埋設(shè)傳感器中的問題。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為：

一種巖土壓力傳感器埋設(shè)裝置，包括圓柱形薄壁容器、頂座、上密封條、下密封條、內(nèi)襯、外襯、束帶和壓力傳感器，頂座位于圓柱形薄壁容器頂部，圓柱形薄壁容器內(nèi)設(shè)有保護(hù)層材料，內(nèi)襯設(shè)置在圓柱形薄壁容器和保護(hù)層材料之間，外襯設(shè)置在圓柱形薄壁容器外側(cè)；所述圓柱形薄壁容器由底板和側(cè)壁組成，側(cè)壁上設(shè)有槽口，壓力傳感器位于保護(hù)層材料之間，壓力傳感器與傳感器線纜相連，所述傳感器線纜穿過內(nèi)襯、圓柱形薄壁容器側(cè)壁槽口以及外襯延伸至外部；上密封條和下密封條分別設(shè)置在槽口處傳感器線纜上下兩端。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

（1）本實(shí)用新型使巖土壓力傳感器保護(hù)層配置可在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，使得保護(hù)層參數(shù)及配置過程可控，提高保護(hù)層質(zhì)量，改善傳感器壓力膜附近受力條件，提高傳感器測量精度，進(jìn)而減少了為滿足測量精度要求所需的傳感器保護(hù)層尺寸。

（2）本實(shí)用新型配置方便、埋設(shè)方法簡潔，使得埋設(shè)傳感器所需要的原介質(zhì)開挖量大大減少，能夠提高埋設(shè)效率，從而節(jié)約成本；

（3）本實(shí)用新型使得埋設(shè)過程墊層尺寸與開挖量均得到減少，原土體介質(zhì)的擾動也較少，使所測量的土壓力更具代表性。

（4）本實(shí)用新型有效解決了在粗顆粒土體中埋設(shè)的傳感器保護(hù)層材料可能在震動碾壓過程中振散、透水等問題。

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型巖土壓力傳感器埋設(shè)裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1：