[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)力應(yīng)變式的有效靜止側(cè)壓力系數(shù)的測(cè)試裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710916501.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107505201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靜;田應(yīng)紅;魏建平;黃芳;夏曉莉;蔣敏華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海申元巖土工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程土工試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種地下工程的測(cè)試設(shè)備。

背景技術(shù)

在工程勘察設(shè)計(jì)中，土體靜止側(cè)壓力系數(shù)K0值是地下巖土工程設(shè)計(jì)的一個(gè)基本且非常重要的參數(shù)，確定水平場(chǎng)地中的應(yīng)力狀態(tài)、計(jì)算靜止側(cè)壓力和泊松比、樁側(cè)向摩擦力、地下洞室邊墻、隧道襯砌和土中填埋管道等地下結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)都需要準(zhǔn)確的靜止側(cè)壓力系數(shù)。

在土工室試驗(yàn)方法中，靜止側(cè)壓力系數(shù)靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)主要有固結(jié)儀法、三軸儀法及靜止側(cè)壓力儀法3種方法。而由于固結(jié)儀法試驗(yàn)誤差較大，三軸儀法操作步驟繁瑣，故生產(chǎn)中應(yīng)用較少。采用最多的是靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀，目前已有將氣壓與靜止側(cè)壓力儀結(jié)合的嘗試，但還未在實(shí)際中應(yīng)用。該技術(shù)方案能夠解決自動(dòng)加荷等問(wèn)題，但由于是氣壓加壓裝置，會(huì)出現(xiàn)氣壓不穩(wěn)的情況，使得數(shù)據(jù)在采集過(guò)程中波動(dòng)較大；現(xiàn)有的K0固結(jié)儀為應(yīng)力式，試驗(yàn)過(guò)程中一般選取四個(gè)點(diǎn)繪制趨勢(shì)線，精度偏低；現(xiàn)有的K0固結(jié)儀都忽略了孔隙水壓力消散對(duì)K0系數(shù)的影響，致使測(cè)得的K0系數(shù)較實(shí)際有偏差。現(xiàn)有的K0固結(jié)儀拆裝極為不便，容器中乳膠膜較厚，影響試驗(yàn)精度。

與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)中，固結(jié)儀一般主要包含帶有反力裝置的底座，容器位于底座的上方或者直接安裝在底座上，軸向測(cè)力裝置固定在反力裝置上，并懸掛在容器中心的上部，側(cè)向測(cè)力裝置固定在容器側(cè)壁上，底座的下部或內(nèi)部設(shè)有加壓裝置，加壓裝置能抬升所述容器。具體操作為土樣放入容器內(nèi)，加壓裝置加壓抬升容器至軸向測(cè)力裝置，在反力裝置的反作用力下對(duì)土樣進(jìn)行壓縮，分別通過(guò)軸向測(cè)力裝置和側(cè)向測(cè)力裝置對(duì)軸向應(yīng)力和側(cè)向應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算得出靜止側(cè)壓力系數(shù)K0。缺點(diǎn)是只能進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變檢測(cè)，無(wú)法同時(shí)獲得應(yīng)力和應(yīng)變的數(shù)據(jù)。沒(méi)有考慮到土樣內(nèi)的孔隙水壓力消散對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，從而無(wú)法得到符合實(shí)際的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種應(yīng)力應(yīng)變式的有效靜止側(cè)壓力系數(shù)的測(cè)試裝置，其采用自動(dòng)的機(jī)械式加荷，一方面解決氣壓加壓不穩(wěn)定問(wèn)題，另一方面可實(shí)現(xiàn)應(yīng)變式靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)；儀器中加裝孔隙水壓力傳感器，以測(cè)得試驗(yàn)過(guò)程中的孔隙水壓力；底座和容器之間采用卡盤(pán)式的連接，將下透水板設(shè)計(jì)嵌入至卡盤(pán)突出部分中，可降低反復(fù)裝卸對(duì)容器的磨損。

基本技術(shù)方案為：一種應(yīng)力應(yīng)變式的有效靜止側(cè)壓力系數(shù)的測(cè)試裝置，主要包含帶有反力裝置的底座，容器位于底座的上方，軸向測(cè)力裝置固定在反力裝置上，并懸掛在容器中心的上部，底座上設(shè)有加壓裝置，加壓裝置能抬升容器至軸向測(cè)力裝置；加壓裝置為縱向設(shè)置蝸輪蝸桿和電機(jī)控制裝置，蝸輪蝸桿的頂部固定一個(gè)底盤(pán)；蝸輪蝸桿與電機(jī)控制裝置連接；卡盤(pán)放置在底盤(pán)的上部，在卡盤(pán)表面的中間設(shè)有突出部分，突出部分內(nèi)設(shè)有凹槽，容器卡入卡盤(pán)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)，使突出部分與容器緊密接觸，容器與突出部分緊密接觸部分設(shè)有密封圈密封，在凹槽內(nèi)部設(shè)置排水孔，在卡盤(pán)內(nèi)設(shè)置排水管，排水管的一端與排水孔連接，另一端穿出卡盤(pán)，并與孔隙水壓力傳感器連接。

基于上述技術(shù)特征，做為一種優(yōu)化，下透水板嵌入并覆蓋突出部分的底部，可降低反復(fù)裝卸對(duì)容器的磨損。

本發(fā)明的測(cè)試裝置可自由選擇應(yīng)變式或者應(yīng)力式進(jìn)行全自動(dòng)靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)，并且可根據(jù)實(shí)際情況選擇測(cè)靜止側(cè)壓力系數(shù)或者測(cè)有效靜止側(cè)壓力系數(shù)。

本申請(qǐng)與現(xiàn)有的靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀相比，主要區(qū)別在于：

1.現(xiàn)有的靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀大多為應(yīng)力式，并且加荷多為人工加荷，極少數(shù)為氣壓加壓，本技術(shù)中，采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)加壓，即大大減輕了體力勞動(dòng)，而且避免了氣壓裝置中壓力不穩(wěn)及氣管老化引起漏氣的情況，采用該加壓方式，不僅可以做常規(guī)的應(yīng)力式靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)，還可根據(jù)實(shí)際工程需要，通過(guò)對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置的控制，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變式的靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果更為精確。

2.現(xiàn)有的靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀均不能對(duì)試樣底部孔隙水壓力進(jìn)行檢測(cè)。本技術(shù)中，將底座與容器連接處進(jìn)行密閉處理，將試樣底部排出的水全部引入底座排水孔中，在與排水孔連接的排水管端安裝孔隙水壓力傳感器，以測(cè)得靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)過(guò)程中試樣底部的孔隙水壓力，從而計(jì)算試樣的有效靜止側(cè)壓力系數(shù)。

3.現(xiàn)有的靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀底座與容器通常為用螺絲固定在一起，退土?xí)r通常為用刀將試樣從容器中挖出，操作極為不便，且下透水板直接接觸容器側(cè)壁，為防止容器的損壞，通常容器中會(huì)設(shè)置較厚的乳膠膜，影響試驗(yàn)精度。本申請(qǐng)技術(shù)中，底座和容器之間采用卡盤(pán)式的連接，轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤(pán)，即可將容器從底座上取下，方便退土；將下透水板設(shè)計(jì)嵌入卡盤(pán)的突出部分，可降低試驗(yàn)過(guò)程中透水板的移動(dòng)對(duì)容器的損壞，減少試驗(yàn)誤差。