[發(fā)明專利]一種模擬樁土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器布設(shè)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610155910.6
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105649121B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永洪;張明義;高強;王鵬;朱磊
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 徐健

1.一種模擬樁土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器布設(shè)裝置，主體結(jié)構(gòu)包括混凝土試樣、第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔、第一開孔、第二開孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽、微型光纖光柵應(yīng)變傳感器、微型硅壓阻式土壓力傳感器、微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器、鎧裝光纜、屏蔽防水導(dǎo)線、螺母和橡膠塞；混凝土試樣距離長邊軸線一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別預(yù)留兩個內(nèi)徑為22mm、高度為15mm的螺母，兩個螺母內(nèi)均放置一個直徑22mm、高度15mm的橡膠塞，兩個橡膠塞的中心位置分別開有直徑為6mm、深度為15mm的第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔，第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔的間距為200mm，混凝土試樣開孔深度18mm；混凝土試樣距離長邊軸線另一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別開有直徑為20mm、深度為10mm的第一開孔和第二開孔；混凝土試樣距離兩長邊邊緣50mm的兩邊分別開設(shè)深度3mm、寬度3mm的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均穿通混凝土試樣；第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔的中間位置分別開設(shè)深度10mm、寬度6mm的第三凹槽和第四凹槽；第一開孔和第二開孔的中間位置分別開設(shè)深度15mm、寬度6mm的第五凹槽和第六凹槽；第一凹槽和第二凹槽內(nèi)安裝兩個微型光纖光柵應(yīng)變傳感器，間距為150mm，第一開孔和第二開孔內(nèi)安裝有微型硅壓阻式土壓力傳感器，微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器安裝在第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔內(nèi)；第一凹槽和第二凹槽內(nèi)的兩個微型光纖光柵應(yīng)變傳感器分別采用鎧裝光纜串聯(lián)，鎧裝光纜通過第一凹槽和第二凹槽引出，微型硅壓阻式土壓力傳感器和微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器分別連接屏蔽防水導(dǎo)線，屏蔽防水導(dǎo)線分別通過第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽引出；

本發(fā)明所述混凝土試樣的表面為尺寸規(guī)則的鋸齒凹凸；微型光纖光柵應(yīng)變傳感器的直徑為1mm，長度為10mm；微型硅壓阻式土壓力傳感器的直徑為20mm，高度為10mm；微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的直徑為6mm，高度為15m；鎧裝光纜的直徑為3mm，屏蔽防水導(dǎo)線的直徑為5mm；

本發(fā)明對模擬樁土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器布設(shè)的具體過程為：

第一步、預(yù)制混凝土試樣，在距離混凝土試樣長邊軸線一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別預(yù)留兩個內(nèi)徑22mm、高度15mm的螺母，在螺母內(nèi)放置直徑22mm、高度15mm的橡膠塞，然后在橡膠塞中心位置鉆取直徑為6mm圓柱形孔洞，形成直徑6mm，深度15mm的第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔，第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔的間距200mm，混凝土試樣開孔深度18mm；

第二步、在距離混凝土試樣長邊軸線另一邊50mm處，用直徑為20mm開孔器開孔，形成直徑為20mm、深度為10mm的第一開孔和第二開孔；

第三步、在距離混凝土試樣兩長邊邊緣50mm的兩邊分別開設(shè)深度3mm、寬度3mm的通長第一凹槽和第二凹槽；在第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔中間位置，朝向混凝土試樣短邊方向開設(shè)深度10mm、寬度6mm的第三凹槽和第四凹槽；在第一開孔和第二開孔中間位置，朝向混凝土試樣短邊方向，開設(shè)深度15mm、寬度6mm的第五凹槽和第六凹槽；

第四步、將微型光纖光柵應(yīng)變傳感器植入第一凹槽和第二凹槽，鎧裝光纜從第一凹槽和第二凹槽引出；微型硅壓阻式土壓力傳感器放入第一開孔和第二開孔，微型硅壓阻式土壓力傳感器接觸面與混凝土試樣表面齊平；微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器放入第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔，微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器與第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔及混凝土試樣表面齊平，第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔的底部留有3mm深度；微型硅壓阻式土壓力傳感器和微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導(dǎo)線分別從第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽引出；

第五步、用環(huán)氧樹脂把第一開孔、第二開孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽全部封裝，第一開孔、第二開孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽封裝面與混凝土試樣表面齊平，完成對模擬樁土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器的布設(shè)。