[發明專利]原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法

有效

• 申請號: 201510095374.0
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN104746538A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 練繼建;陳飛;王海軍;張杰;馬煜祥
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在于，分別將各個傳感器與采集設備相連，并將量測裝置與動力設備相連，按照下述步驟進行測試：

(1)裝置在靜壓動力設備作用下，按照設定速度，勻速壓入量測土體中；

(2)壓入過程中，第一壓力傳感器量測和記錄總的貫入壓力P隨深度變化過程，由于下沉過程中保持勻速，故由傳感器量測，則某一深度處筒型基礎總貫入阻力R＝P；

(3)壓入過程中，端頭在土體的作用下向上移動，與安裝于基座肋板下側的量測端阻力的第四壓力傳感器發生接觸，二者之間壓力N隨深度變化過程由傳感器量測和記錄，則某一深度處筒型基礎端阻力R_t為各個第四壓力傳感器采集的壓力數值之和，即R_t＝N₁+N₂+N₃+N₄+......+Ni，其中N_i為第i個第四壓力傳感器量測的壓力；

(4)壓入過程中，內側摩擦環在土體的作用下向上移動，與安裝于筒壁的量測內側摩阻力的第二壓力傳感器發生接觸，二者之間壓力F_i隨深度變化過程由傳感器量測和記錄，則某一深度h處內側摩擦環受到的內側摩阻力f_ih，其中i表示內側，h為某一深度，為：f_ih＝F_i1+F_i2+F_i3+F_i4+......+F_in

其中F_in為第n個第二壓力傳感器量測的壓力；

設內側摩擦環內徑為D_i，高度為l，則單位面積內側摩阻力q_i可表示為：

q_i＝f_ih/(πD_i×l)

筒型基礎下沉至此深度時總的內側摩阻力Q_i為：

Qi=πDi∫0hqi(z)dz]]>

其中q_i(z)為深度z時單位面積內側摩阻力；

(5)壓入過程中，外側摩擦環在土體的作用下向上移動，與安裝于筒壁的量測外側摩阻力的第三壓力傳感器發生接觸，二者之間壓力F_o隨深度變化過程由傳感器量測和記錄，則某一深度h處外側摩擦環受到的外側摩阻力f_oh，其中o表示內側，h為某一深度，為：f_oh＝F_o1+F_o2+F_o3+F_o4+......+F_on

其中F_on為第n個第三壓力傳感器量測的壓力；

設外側摩擦環內徑為D_o，高度為l，則單位面積外側摩阻力q_o可表示為：

q_o＝f_oh/(πD_o×l)

筒型基礎下沉至此深度時總的外側摩阻力Q_o為：

Qo=πDo∫0hqo(z)dz]]>

其中q_o(z)為深度z時單位面積外側摩阻力；

所述量測裝置包括量測總沉貫阻力的第一壓力傳感器、筒型基礎的頂蓋、筒型基礎的筒壁、內側摩擦環、外側摩擦環、量測內側摩阻力的第二壓力傳感器、量測外側摩阻力的第三壓力傳感器、第一連接螺栓、量測端阻力的第四壓力傳感器、端頭、滑塊、基座肋板、第二連接螺栓和滑槽，其中：

所述量測總沉貫阻力的第一壓力傳感器設置在筒型基礎的頂蓋上，并與外部靜壓設備連接，量測筒型基礎在沉貫過程中受到的外部靜壓設備施加的壓力，即該裝置由靜壓設備壓入海洋土體過程中，量測總的靜壓貫入力；

在所述筒型基礎的筒壁的兩側分別嵌入內側摩擦環和外側摩擦環，所述筒壁與內側摩擦環和外側摩擦環之間均設有滑塊，所述內側摩擦環和筒壁、外側摩擦環和筒壁之間設置有量測內側摩阻力的第二壓力傳感器、量測外側摩阻力的第三壓力傳感器，所述第二壓力傳感器和第三壓力傳感器固定在筒壁上，當內側摩擦環和外側摩擦環受到土的摩阻力時，會向上移動，與壓力傳感器接觸，量測內側摩阻力的第二壓力傳感器采集的總壓力即為內側摩擦環受到的內側摩阻力，量測外側摩阻力的第三壓力傳感器采集的總壓力即為外側摩擦環受到的外側摩阻力；

在所述筒型基礎的筒壁的末端通過第一連接螺栓固定連接基座肋板和筒壁，所述基座肋板的末端設置有滑槽，所述滑槽中設置有用于連接基座肋板和端頭的第二連接螺栓，所述第二連接螺栓的一端設置在基座肋板的滑槽中，另一端與端頭固定相連；所述基座肋板和端頭之間，在基座肋板上設置有量測端阻力的第四壓力傳感器；所述第二連接螺栓可以在端頭的作用下沿滑槽上下移動，裝置下沉時端頭受到土壓力，向上移動，與壓力傳感器接觸，壓力傳感器量測的總壓力即為端阻力。