[實用新型]一種樁體中性面位置的測量裝置

有效

• 申請號: 201720492089.7
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN206902775U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 曹海瑩;程恩
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;G01B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種樁體中性面的測量裝置。適用于巖土工程技術領域。

背景技術

樁體是作為地基處理中重要的豎向承載力構件，樁體與土體的組合共同承擔上部荷載，在軟弱地基中的樁承受上部荷載時，荷載由樁側摩阻力和樁端阻力共同承擔，當樁周土相對于樁體向上位移時產生正摩阻力；當樁周土產生相對于樁體向下的位移時，就產生負摩阻力；當樁周土位移與樁體位移相等時摩阻力為零，此處稱為中性面，中性面為負摩阻力過渡到正摩阻力的分界面，在中性面處樁身軸力最大。負摩擦力對樁基來說,相當于在其上增加了豎向荷載,對樁基的承載能力和沉降都是不利的。要正確地估計樁基上負摩擦力的大小,確定中性面的位置至關重要。

目前對中性面的確定方法，一種是現場實驗法，該法通過在樁體不同斷面處埋設應力計或應變計，測得最大的樁身應力所在的面為中性面，這種方法所測的最大樁身應力受負摩阻力的影響，所得的中性面位置不是很精確，存在一定誤差；其次用規范法，通過對照《建筑樁基規范》對樁基中性面深度確定的方法，但是這種方法給定中性面的取值范圍是一個估計值，不是特別的精確，因此急需一種測試裝置能精確快速的測出樁的中性面位置。

實用新型內容

為精確定位樁體受負摩阻力時的中性面位置，本實用新型提供一種新的測量裝置。同時提供了相應的利用該測量裝置進行中性面位置測量的方法。

本實用新型包括有受力測量裝置、可降解硬質管、靈敏電流計、微型GPS定位器四部分組成。受力測量裝置是通過小支撐桿⑹將上薄鋼板⑽、下薄鋼板⑵和硬盒子⑶內的線圈⑸、條形磁鐵⑷組合起來，并與可降解硬質管⑴形成穩定的裝置，線圈⑸通過電線⑻與靈敏電流計⑼連接。兩塊薄鋼板⑵、⑽的長寬尺寸都為40mm,硬盒子⑶由高強度塑料制成，其尺寸40mm×40mm×40mm，其內部有一根條形磁鐵⑷通過小支撐桿⑹固定著，條形磁鐵⑷的N極朝下，S極朝上，尺寸為10mm×10mm×35mm，線圈⑸通過小型支撐桿⑹與上下薄鋼板⑽、⑵連接著，線圈直徑為24mm，長度為20mm。盒子內部固定著一個微型GPS定位器，其次，小支撐桿⑹的直徑為2～3mm，由高強度的鋼材制成。可降解硬質管⑴由聚乙交酯纖維材料制成，強度高且隨著一定的時間可以在土壤中降解掉，其長度與打入土中樁體的長度一致。受力測量裝置在可降解硬質管⑴中，每間隔200mm處安置一個，樁體的中點位置密集安置，此時每間隔100mm安置一個。

本實用新型與現有技術相比具有如下優點：

1.結構構造簡單，容易操作；

2.可降解硬質管由聚乙交酯纖維材料制成，可降解、強度高且對環境不會造成污染；

3.目前尚未有相應測中性面位置的裝置

附圖說明

圖1—本實用新型的整體圖

圖2―測量裝置的大樣圖

圖中

1—可降解硬質管；2—下薄鋼板；3—硬盒子；4—條形磁鐵；5—線圈；6—小支撐桿；7—微型GPS定位器；8—電線；9—靈敏電流計；10—上薄鋼板。

具體實施方式

本實用新型在使用時先隨著樁一起打入需要加固的軟土地基中，隨著樁穿過新沉積的欠固結土或新填土，土層產生自重固結下降、土體因超孔隙水壓力消散而重新固結以及樁側地面因大面積堆載而下沉時產生負摩阻力，此時隨著一定的時間的流逝，可降解硬質管⑴在土體中降解掉，讓測量裝置的兩邊薄鋼板⑵、⑽在土體中受樁的側摩阻力作用，在樁負摩阻力產生的區域，上薄鋼板⑽在負摩阻力的作用下向下運動，上薄鋼板⑽的運動，帶動與小支撐桿⑹固定的線圈⑸向下運動，由電磁感應定律和楞次定律可知，線圈做切割磁感線的運動，產生感應電流，線圈向下運動，磁通量減少，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的變化，由右手定則可判斷出感應電流的方向，形成的感應電流通過電線⑻傳遞到靈敏電流計⑼，此時靈敏電流計⑼上的電流是負極流向正極，靈敏電流計⑼的指針逆時針偏轉；同理，在樁的正摩阻力產生的區域，下薄鋼板⑵在正摩阻力的作用下向上運動，下薄鋼板⑵的運動，帶動與小支撐桿⑹固定的線圈⑸向上運動，由電磁感應定律和楞次定律可知，線圈做切割磁感線的運動，產生感應電流，磁通量增大，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的變化，由右手定則可判斷出感應電流的方向，形成的感應電流通過電線⑻傳遞給靈敏電流計⑼，此時靈敏電流計⑼上的電流是正極流向負極，靈敏電流計⑼的指針順時針偏轉。由于在可降解硬質管⑴內每間隔一定距離安裝這樣的測量裝置，隨著可降解硬質管⑴的降解，測量裝置可完全表現出樁不同位置的受力特性，直到有一個裝置的位置既不受負摩阻力的作用也不受正摩阻力的作用，即這點位置的摩阻力為0，此時靈敏電流計⑼上的指針不偏轉，該點位置就是中性點位置，然后由微型GPS定位器⑺發射這一點位置的信號，得到中性面的準確位置。