[發明專利]橫波衰減測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710717019.1
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107356317B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 余云燕;陳志敏;劉為民;孫飛飛;付艷艷;馬兆云
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G01H1/08
• 分類號: G01H1/08
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

1.一種橫波衰減測量裝置，用于測量待測土體中橫波的衰減范圍，其特征在于，所述橫波衰減測量裝置包括模型槽、混凝土樁及測量單元，所述模型槽用于填充所述待測土體，所述混凝土樁的一端設置在所述待測土體內，所述測量單元與所述待測土體連接；所述模型槽包括可移動擋板，所述可移動擋板的內側用于與所述待測土體接觸，所述可移動擋板與所述混凝土樁具有一預設距離；

所述可移動擋板用于依據預定距離移動以改變所述混凝土樁與所述可移動擋板之間的距離，其中，所述混凝土樁與所述可移動擋板的距離的改變用于調整所述模型槽的容積以增加土體量使得所述待測土體的高度不變而寬度增加；所述混凝土樁用于在與可移動擋板的距離發生改變后，受外力作用而振動產生橫波，其中，所述橫波在所述混凝土樁和所述待測土體中傳播；所述測量單元用于測量所述待測土體的振動加速度，并依據所述振動加速度得到電壓信號；當所述電壓信號滿足預設條件時，獲取所述可移動擋板相對所述混凝土樁的改變距離，以便依據所述改變距離和所述預設距離得到所述待測土體中橫波的衰減范圍；

所述橫波衰減測量裝置還包括塑料薄膜紙，所述塑料薄膜紙設置在所述可移動擋板的內側以與所述待測土體接觸，所述測量單元通過所述塑料薄膜紙與所述待測土體連接；

所述模型槽還包括底板及側板，所述底板、側板及所述可移動擋板圍成腔體，所述待測土體填充于所述腔體內。

2.如權利要求1所述的橫波衰減測量裝置，其特征在于，所述測量單元包括加速度傳感器、電荷放大器及示波器，所述電荷放大器與所述加速度傳感器、示波器均電連接，所述加速度傳感器可拆卸地安裝于所述塑料薄膜紙上；

所述加速度傳感器用于測量所述待測土體的所述振動加速度并依據所述振動加速度向所述電荷放大器輸出電荷信號；所述電荷放大器用于將所述電荷信號進行放大后得到所述電壓信號并輸出至所述示波器；所述示波器用于對所述電壓信號進行顯示。

3.如權利要求2所述的橫波衰減測量裝置，其特征在于，所述可移動擋板上設有開口，所述開口與所述混凝土樁靠近所述可移動擋板的一側對齊，所述加速度傳感器通過所述開口安裝在所述塑料薄膜紙上。

4.如權利要求3所述的橫波衰減測量裝置，其特征在于，所述可移動擋板上還設有蓋板，所述蓋板與所述可移動擋板鉸接以便蓋合所述開口。

5.如權利要求2所述的橫波衰減測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器與所述塑料薄膜紙粘接。

6.如權利要求2所述的橫波衰減測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器為壓電式加速度傳感器。

7.一種橫波衰減測量方法，應用于橫波衰減測量裝置，其特征在于，所述橫波衰減測量裝置包括模型槽、混凝土樁及測量單元，所述模型槽用于填充待測土體，所述混凝土樁的一端設置在所述待測土體內，所述測量單元與所述待測土體連接；所述模型槽包括可移動擋板，所述可移動擋板的內側用于與所述待測土體接觸，所述可移動擋板與所述混凝土樁具有一預設距離；

所述橫波衰減測量方法包括：

所述可移動擋板依據預定距離移動以改變所述混凝土樁與所述可移動擋板之間的距離，其中，所述混凝土樁與所述可移動擋板的距離的改變用于調整所述模型槽的容積以增加土體量使得所述待測土體的高度不變而寬度增加；

所述混凝土樁在與所述可移動擋板的距離發生改變后，受外力作用而振動產生橫波，其中，所述橫波在所述混凝土樁和所述待測土體中傳播；所述測量單元測量所述待測土體的振動加速度，并依據所述振動加速度得到電壓信號；

當所述電壓信號滿足預設條件時，獲取所述可移動擋板相對所述混凝土樁的改變距離，以便依據所述改變距離和所述預設距離得到所述待測土體中橫波的衰減范圍。

8.如權利要求7所述的橫波衰減測量方法，其特征在于，所述測量單元包括加速度傳感器、電荷放大器及示波器，所述電荷放大器與所述加速度傳感器、示波器均電連接；

所述測量單元測量所述待測土體的振動加速度，并依據所述振動加速度得到電壓信號的步驟包括：

所述加速度傳感器測量所述待測土體的所述振動加速度并依據所述振動加速度向所述電荷放大器輸出電荷信號；

所述電荷放大器將所述電荷信號進行放大后得到所述電壓信號并輸出至所述示波器；

所述示波器對所述電壓信號進行顯示。