[發明專利]不同嵌巖深度下樁土共同作用位移應力測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201810141628.1
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108086369B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 羅慶姿;李爍;袁炳祥
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種不同嵌巖深度下樁土共同作用位移應力測量裝置，其特征在于，包括箱體，內置于所述箱體的土樣，嵌入所述土樣的模型樁，所述嵌入所述土樣的模型樁采用分層裝土的方式，每層裝土后可以用方形擊實器均勻壓實土層直至預定高度，確保整個箱體中土樣的密實度相同，與所述模型樁相連，提供水平荷載的水平加載設備，其特征在于，還包括：

內置于所述箱體，位于所述土樣和所述模型樁底部的底座；其中，所述底座具有橫截面與所述模型樁的橫截面相同的凹槽；

位于所述凹槽中，與所述底座共同控制所述模型樁嵌入所述凹槽的深度的墊塊；其中，所述墊塊與所述模型樁位于同一豎直位置，所述墊塊與所述模型樁的材質相同，通過調整所述底座與所述墊塊的相對高度，改變所述模型樁嵌入所述凹槽的深度；

與所述模型樁的側壁相貼合，獲得所述模型樁在所述水平荷載作用下所受應力對應的應變數據的應變片；

拍攝所述土樣在所述水平荷載作用下的位移圖片的相機；

所述樁土共同作用位移應力測量裝置，還包括：通過水管與頂板及加壓泵分別相連的蓄水腔；設于所述箱體放置所述土樣的內側壁，測量所述土樣的水力梯度的孔隙壓力測量設備；

則相應的，所述土樣的相應位置設有與所述孔隙壓力測量設備相配合的測壓孔。

2.根據權利要求1所述的樁土共同作用位移應力測量裝置，其特征在于，所述底座包括與所述箱體固定連接的第一底座和嵌入所述第一底座的第二底座；其中，所述第二底座由可拆卸的兩部分相配合形成凹槽，通過調整所述第二底座與所述墊塊的相對高度，改變所述模型樁嵌入所述凹槽的深度。

3.根據權利要求2所述的樁土共同作用位移應力測量裝置，其特征在于，還包括：

設于所述箱體頂部的頂板，其中，所述頂板為空心頂板，所述頂板面向所述箱體底面的面板設有滲水孔；

通過水管與所述頂板相連的水箱；

通過所述水管與所述頂板和所述水箱分別相連的加壓泵。

4.根據權利要求1所述的樁土共同作用位移應力測量裝置，其特征在于，還包括：

下底面與第一底座及第二底座相貼合，上底面與所述土樣的最底層相貼合的濾石；其中，所述濾石包括與所述上底面相貼合的滲水土工布。

5.根據權利要求4所述的樁土共同作用位移應力測量裝置，其特征在于，所述水平加載設備具體由定滑輪、砝碼及支撐所述定滑輪和所述砝碼的鐵架構成。

6.根據權利要求4所述的樁土共同作用位移應力測量裝置，其特征在于，所述水平加載設備具體為步進電機；

則相應的，還包括與所述步進電機和所述模型樁分別相連的荷載傳感器。

7.一種不同嵌巖深度下樁土共同作用位移應力關系測量系統，其特征在于，包括：

如權利要求1至6任一項所述的不同嵌巖深度下樁土共同作用位移應力測量裝置、圖片分析器、與所述應變片相連的電腦采集器、與所述圖片分析器和所述電腦采集器分別相連的數據處理器；

所述電腦采集器，用于對從所述應變片中讀取到的所述應變數據進行分析，獲得當所述模型樁嵌入所述凹槽的不同深度時，所述模型樁與所述土樣共同作用的應力數據；所述模型樁采用分層裝土的方式，每層裝土后可以用方形擊實器均勻壓實土層直至預定高度，確保整個箱體中土樣的密實度相同；

所述圖片分析器，用于對所述位移圖片進行處理，獲得當所述模型樁嵌入所述凹槽的不同深度時，所述模型樁與所述土樣共同作用的位移數據；

所述數據處理器，用于接收所述電腦采集器發送的所述應力數據和所述圖片分析器發送的位移數據；接收用戶發送的數據分析指令；根據所述數據分析指令對所述應力數據和所述位移數據進行分析，獲得所述模型樁嵌入所述凹槽的不同深度下，所述模型樁與所述土樣共同作用的位移應力關系；

所述樁土共同作用位移應力關系測量系統，還包括：通過水管與頂板及加壓泵分別相連的蓄水腔；設于箱體放置土樣的內側壁，測量所述土樣的水力梯度的孔隙壓力測量設備；

則相應的，所述土樣的相應位置設有與所述孔隙壓力測量設備相配合的測壓孔。

8.一種不同嵌巖深度下樁土共同作用位移應力關系測量方法，其特征在于，包括：

接收電腦采集器發送的模型樁嵌入凹槽的不同深度時，所述模型樁與土樣共同作用的應力數據；所述模型樁采用分層裝土的方式，每層裝土后可以用方形擊實器均勻壓實土層直至預定高度，確保整個箱體中土樣的密實度相同；

接收圖片分析器發送的所述模型樁嵌入所述凹槽的不同深度時，所述模型樁與所述土樣共同作用的位移數據；

當接收到用戶發送的數據分析指令時，對所述應力數據和所述位移數據進行分析，獲得所述模型樁嵌入所述凹槽的不同深度下，所述模型樁與所述土樣共同作用的位移應力關系；

其中，所述凹槽為箱體中底座的凹槽，通過控制所述凹槽中的墊塊與所述底座的相對高度，調整模型樁在所述凹槽中的嵌固深度，所述墊塊的橫截面與所述模型樁的橫截面相同；

所述樁土共同作用位移應力關系測量方法，還包括：通過水管與頂板及加壓泵分別相連的蓄水腔；設于箱體放置土樣的內側壁，測量所述土樣的水力梯度的孔隙壓力測量設備；則相應的，所述土樣的相應位置設有與所述孔隙壓力測量設備相配合的測壓孔。