[發明專利]真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置和方法

在審

• 申請號: 201710356943.1
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107796754A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 吳軍;曾章海;時柏江;蔡時標;金志堅
• 申請（專利權）人: 浙江元本檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 鄭書利

1.一種真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置，其特征是：包括圓柱形桶體，圓柱形桶體的一端開口、另一端封閉，圓柱形桶體的開口端朝下插入土體中，所述圓柱形桶體的封閉端與通過管件連接真空泵，所述圓柱形桶體配置有可測量桶體內真空度的真空度測量裝置、可測量桶體壓力的壓力測量裝置和可測量其垂直方向位移距離的位移測量裝置，所述真空泵配置有可控制其抽真空流量和啟閉的真空泵控制器，所述真空度測量裝置、壓力測量裝置、位移測量裝置和真空泵控制器均與PLC連接，PLC按照接收到的圓柱形桶體內真空度設定值調控真空泵控制器，所述PLC調控過程中依據所述真空度測量裝置測量得到的真空度數據修正對所述真空泵控制器的調控，當PLC接收到圓柱形桶體內的真空度數據達到設定值，并且所述位移測量裝置偵測得到所述圓柱形桶體停止向下位移時，所述PLC依據此時從壓力測量裝置測量收到的圓柱形桶體受到的壓力值、桶體自重、桶體位移距離和桶體內外側面面積計算摩阻力。

2.根據權利要求1所述的真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置，其特征是：連接所述真空泵和圓柱形桶體的管件上設置有防止氣體逆向進入圓柱形桶體內的止回閥，所述真空度測量裝置包括與真空度數顯控制箱，真空度數顯控制箱一端與所述真空泵連接、另一端通過連通管與所述圓柱形桶體連接。

3.根據權利要求1所述的真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置，其特征是：所述位移測量裝置包括設置于所述圓柱形桶體上端的反射片和設置于圓柱形桶體旁邊的全站儀。

4.根據權利要求1所述的真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置，其特征是：所述壓力測量裝置包括設置于所述圓柱形桶體上端的壓力變送器，壓力變送器的測壓膜片上下表面分別接觸上部大氣壓和下部的圓柱形桶體內氣壓，所述壓力變送器與直流電源正負極連接并形成回路，所述壓力變送器的信號輸出端與動態信號實時分析儀連接，動態信號實時分析儀與PLC連接。

5.根據權利要求1或2或3或4所述的真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置，其特征是：所述圓柱形桶體的內壁和外壁上分別開設有環形分布的卡槽，所述卡槽內嵌入模擬不同樁體側壁材料的套筒。

6.一種采用權利要求1所述真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置測量淤泥質土摩擦系數的方法，其特征是：包括以下步驟：

A、將所述圓柱形桶體的開口端局部插入需要測量摩擦系數的淤泥質土中并保持圓柱形桶體處于氣密封狀態，將所述真空度測量裝置、所述壓力測試裝置連接到所述圓柱形桶體的上端，圓柱形桶體通過管件與所述真空泵連接，真空泵連接所述真空泵控制器，將所述真空度測量裝置、壓力測量裝置、位移測量裝置和真空泵控制器連接到PLC；

B、開啟真空泵，真空泵抽取所述圓柱形桶體內的氣體，當圓柱形桶體下降到預定位置并不再下降時，由PLC向真空泵控制器發出控制信號，促使真空泵維持圓柱形桶體內的真空度；

C、通過PLC收集所述圓柱形桶體內的真空度數據、圓柱形桶體上端受到的壓力數據和圓柱形桶體下降距離數據，并結合預先測量得到的圓柱形桶體內壁所在的內環直徑和外壁所在外環直徑計算得到圓柱形桶體在土體內一定深度下的側摩阻力和摩擦系數；

D、調控真空泵控制器，促使真空泵加大抽真空流量，并反復進行步驟B、C得到不同深度下的側摩阻力和摩擦系數。

7.根據權利要求6所述的采用所述真空負壓測試淤泥質土摩擦系數的裝置測量淤泥質土摩擦系數的方法，其特征是：采用拉力裝置緩慢豎向向上拉所述圓柱形桶體，通過位移測量裝置記錄圓柱形桶體移動瞬間的時間和該時間下施加的拉力值，在扣除所述圓柱形桶體受到的大氣壓力值和圓柱形桶體及其附屬設備的自重后，即可得到所述圓柱形桶體在不同深度下的最大反力數值。