[發明專利]模型樁測孔儀及樁孔孔徑測量方法

有效

• 申請號: 201610642298.5
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN106092024B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 李明宇;朱翔;侯思強;王松;姜平遠;杜浩明;魏艷卿;宋衛康
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01B21/14
• 分類號: G01B21/14
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙)41122
• 代理人: 經德振

技術領域

本發明涉及室內模型試驗中樁的孔徑測量，尤其涉及模型樁測孔儀及樁孔孔徑測量方法。

背景技術

樁作為一種構件，在地基處理及基礎工程領域中廣泛采用，因其承載力高，傳力特性優秀，已成為高層建筑、大型工業廠房等工程中的重要組成部分。因此室內模型試驗中也有大量關于樁的實驗項目，成樁好壞，特別是樁孔孔徑是否滿足設計要求直接與整個室內模型試驗的成功與否息息相關，因此樁孔的檢測工作在室內模型試驗中顯得十分重要。目前樁基工程中樁孔孔徑的檢測工具主要有紅外線孔徑儀、機械傳感傘式孔徑儀等。紅外線孔徑儀是通過孔徑儀自身發射紅外線，并通過接收反射的紅外線，根據紅外線的傳播速度，計算孔徑大小。雖然室內模擬試驗中，樁孔底部的積水不深，但是要測量位于積水中部位的樁孔孔徑的時候，紅外線孔徑儀還是需要插入水中，由于紅外線會受到積水、泥漿及孔壁土層的影響，所以實際測量誤差一般在5厘米左右，在量測應用于室內模型試驗中樁的孔徑時，無法滿足精度要求。機械傳感傘式孔徑儀是利用傘式機械臂的伸縮使連接的傳感器產生變化，從而測量孔徑大小。由于電子器件的使用會對水下作業測量精度產生一定影響，因此機械傳感傘式孔徑儀測量精度會隨著使用逐漸降低，并且機械傳感傘式孔徑儀需要連接電力，因此對現場檢測產生了不便。當前市面常見的孔徑儀價格一般在1萬元以上，價格較為昂貴。因此如何提供一種較為精密的、受環境影響小、測量簡單便捷、成本低廉的的孔徑檢測儀及檢測方法是當前急需解決的問題。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供了模型樁測孔儀，同時還提供樁孔孔徑測量方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：模型樁測孔儀，包括定位桿、測距儀、至少一對上支撐臂以及至少一對下支撐臂，所述定位桿包括上桿和可拆卸連接在所述上桿的下端的下桿，所述測距儀固設在所述上桿上，所述下桿的底部固設下連接件，每對所述下支撐臂的一端通過鉸接軸俯仰鉸接在所述下連接件上且每對所述下支撐臂均沿所述定位桿對稱設置，在所述測距儀和所述下連接件之間設置至少一對上連接件，每對所述上連接件均沿所述定位桿對稱設置，各所述上連接件均滑動設置在所述定位桿上，每個所述上連接件上均設置用于反射測距儀信號的定位片，每對所述上支撐臂的一端通過鉸接軸俯仰鉸接在對應的所述上連接件上且每對所述上支撐臂均沿所述定位桿對稱設置，位于所述定位桿同側的所述上支撐臂的另一端與對應的所述下支撐臂的另一端通過鉸接軸鉸接設置，每對上連接件兩側的鉸接軸的軸距與下連接件兩側對應鉸接軸的軸距相等。

優選的，所述上桿上固設定位板，所述測距儀固設在定位板上。

優選的，所述定位桿上設置滑槽，所述上連接件為對稱分布在所述定位桿兩側且與所述滑槽滑動設置的滑塊。

優選的，所述上連接件和所述下連接件之間設置定位塊，所述定位塊的橫截面為圓形或邊數為偶數的正多邊形，所述定位塊的半徑或一組對邊距離等于所述上支撐臂和所述下支撐臂均與所述定位桿平行時一對所述上支撐臂之間的距離或一對所述下支撐臂之間的距離。

優選的，所述上桿和所述下桿通過螺紋連接實現可拆卸連接。

優選的，所述上桿的下端內壁上設置卡槽且所述下桿的上端外周面上設置用于與所述卡槽卡設固定的活動卡塊結構，所述活動卡塊結構包括活動卡塊、設于所述下桿的上端內壁中且與所述活動卡塊頂壓配合的彈性件以及設于所述活動卡塊下方且與所述活動卡塊連接的活動按鈕，所述上桿和 所述下桿通過所述卡槽以及所述活動卡塊結構實現可拆卸連接。

優選的，各所述上支撐臂和各所述下支撐臂形狀相同，每個所述上支撐臂上的兩個鉸接軸的軸距等于每個所述下支撐臂上的兩個鉸接軸的軸距。

利用上述模型樁測孔儀的樁孔孔徑量測方法，包括以下步驟：

步驟1、向測距儀方向拉伸上連接件，當上支撐臂和下支撐臂均與定位桿平行時測量測距儀與各定位片之間的距離L₁；

測量各對上連接件兩側的鉸接軸的軸距或者各對下連接件兩側的鉸接軸的軸距L₃；

測量各上支撐臂上的兩個鉸接軸的軸距a，測量各下支撐臂上的兩個鉸接軸的軸距b；

步驟2、將下桿的下端伸入樁孔且上支撐臂與下支撐臂的鉸接部低于樁孔孔沿，當測量位置與樁孔孔沿的距離短于所述定位桿的長度時，下桿的下端直接下降至所需測量位置，并通過測距儀分別測量出測距儀與各定位片之間的距離L2，然后偶數個方向中每個方向樁孔的半徑R_n均可利用公式求出：