[發明專利]冰層承載力測試方法及裝置

有效

• 申請號: 201610063674.5
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105547839B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 程培峰;趙文美;李吉庭;李新寧
• 申請（專利權）人: 程培峰
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

冰層承載力測試方法及裝置，屬于冰工程研究領域，實現了科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發生，冰層承載力測試方法包含在測試冰層的上表面設置壓力傳導體，在壓力傳導體的上方依次設置下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、壓力計和桁架，圍繞壓力傳導體設置多根錨桿，在錨桿的下端設置錨板鉤住冰層下表面，錨桿的上端通過掛鉤與桁架連接，所有錨板與冰層下表面的接觸面積的總和大于壓力傳導體與冰層上表面的接觸面積，升高同步千斤頂向冰層加載壓力，通過壓力計讀取同步千斤頂施加的壓力值；在下壓力分配板的中心位置設置撓度測試儀，對測試冰層的位移進行測試；本發明用于測試冰層承載力。

技術領域

本發明屬于冰工程研究領域，具體涉及冰層承載力測試方法及裝置。

背景技術

冬季，河流、湖泊以及近海由水凝固形成的冰層為人類提供了天然、堅實的材料和承載平臺，可以供人們行走、游樂等，但是在冰層的利用過程中也存在冰層承載力不足，發生脆性破壞，導致人員傷亡、財產損失等嚴重后果，所以應該對冰層進行深入研究，掌握冰層性質，避免或減少不良后果的產生。

冰作為一種特殊的天然材料，具有較為復雜的物理力學性能，其力學性能受形成過程中的地域、環境因素影響較大，冰層承載能力很難通過科學計算得到，韓玲莉在《一種在河面與海面冰層上安全行車的方法》中僅僅對于探測冰層厚度提供了方法，卻沒有真正的將冰層實際情況與其承載力掛鉤，而實際生活及生產應用中對于冰層承載能力的評定大多基于經驗總結得出，缺乏科學合理的解釋以及依據，其可移植性較差，不同地域的冰層由于其環境差異，冰層的承載能力也存在著差異，迫切需要一種科學合理的測試方法及裝置對冰層承載力進行評定，以實現科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發生。

發明內容

本發明的目的是為了實現科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發生，提供了冰層承載力測試方法及裝置，用于測定冰層承載能力，其技術方案如下：

冰層承載力測試方法，它包含在測試冰層的上表面設置壓力傳導體，由于人、車等與冰層的接觸面積不同，為了便于模擬多種接觸面積，所以壓力傳導體采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節連接構成，可以根據需要選擇接觸面積；由于人的鞋、車的輪等與冰層接觸部分均為橡膠材質，所以壓力傳導體采用橡膠材質；在壓力傳導體的上方依次設置下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、壓力計和桁架，圍繞壓力傳導體設置多根錨桿，在冰層上設置與錨桿的位置對應的通孔，在錨桿的下端設置錨板鉤住冰層下表面，錨桿的上端通過掛鉤與桁架連接，所有錨板與冰層下表面的接觸面積的總和大于壓力傳導體與冰層上表面的接觸面積，升高同步千斤頂向冰層加載壓力，通過壓力計讀取同步千斤頂施加的壓力值；

由于冰層在彈性變形范圍內均處于安全承載狀態，所以承載力的測試應包含彈性變形量的測試，在下壓力分配板的中心位置設置撓度測試儀，對測試冰層的位移進行測試，記錄冰面受荷載后的變形規律；

將壓力計讀取同步千斤頂施加的壓力值與壓力傳導體、下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、撓度測試儀等所有位于壓力計下方且重量通過壓力傳導體加載到冰層上表面的部件的總重量之和便是冰層所承載的壓力，為了計算方便，在重量通過壓力傳導體加載到冰層上表面的部件上設置配重塊，將總重量配置為十的倍數。

冰層承載力測試裝置，它包含壓力傳導體，壓力傳導體采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節連接構成；壓力傳導體采用橡膠材質；在壓力傳導體的上方依次設置有下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、壓力計和桁架，圍繞壓力傳導體設置有多根錨桿，在錨桿的下端設置有錨板，錨板的中間位置與錨桿沿豎向鉸接，錨桿的上端通過掛鉤與桁架連接，每根錨桿由兩節螺紋方向相反的螺紋桿通過雙向內螺紋套管連接構成；在下壓力分配板的中心位置設置有撓度測試儀；在壓力傳導體、下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板或撓度測試儀上設置有配重塊，將壓力傳導體、下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板和撓度測試儀總重量配置為十的倍數。