[實用新型]一種模型樁中性點位置的量測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022207071.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN212779205U
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜婉赫;杜進金;蔡奇鵬;蘇世灼;陳星欣;郭力群;肖朝昀
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01B11/02;G01B7/02;E02D33/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 楊依展

本實用新型公開了一種模型樁中性點位置的量測裝置，包括模型箱體、伺服電機加載系統(tǒng)、位移傳感器固定組件、樁身位移量測系統(tǒng)、樁周土體沉降量測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。模型箱體包括模型箱、模型土層和模型樁。伺服電機加載系統(tǒng)在試驗過程中對模型土層施加豎向荷載。位移傳感器固定組件包括固定梁和兩固管，固管固接在固定梁底部且插入模型樁內(nèi)部。樁身位移量測系統(tǒng)包括CMOS圖像傳感器、光柵刻度尺和照明燈。樁周土體沉降量測系統(tǒng)包括磁致伸縮位移傳感器和磁性碎鐵屑。數(shù)據(jù)收集裝置連接磁致伸縮位移傳感器和CMOS圖像傳感器以實時收集位移數(shù)據(jù)。它具有如下優(yōu)點：實現(xiàn)非接觸式量測樁身和樁周土體位移，以能更加精準(zhǔn)的確定樁基中性點位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及土工模型試驗裝置，尤其涉及一種模型樁中性點位置的量測裝置。

背景技術(shù)

近幾年，隨著我國在線購物與物流體系不斷完善，倉儲行業(yè)得到了新的發(fā)展。由于該行業(yè)對土地的需求量較大，因此部分倉庫建在地價較為便宜的軟土地區(qū)。隨著倉庫內(nèi)重物堆積，易引起地面沉降，導(dǎo)致倉庫建筑的樁基周圍土體的沉降大于樁身沉降，對樁基產(chǎn)生負(fù)摩阻力進而造成樁身破壞、承載力降低甚至?xí)鹕喜拷Y(jié)構(gòu)建筑的不均勻沉降。因此，樁基設(shè)計時需要確定樁土相對位移為零的點，即樁中性點的位置，進而充分分析樁負(fù)摩阻力的影響。

CMOS圖像傳感器通過對光柵刻度尺投影的圖像進行實時獲取與光柵刻度尺固定在一起的物體相對位移。磁致伸縮位移傳感器是利用不同位置磁鐵產(chǎn)生的磁場和波導(dǎo)管外的磁場相交，產(chǎn)生不同的脈沖信號，根據(jù)脈沖信號傳輸至電子室時間，就可以高度精準(zhǔn)測量位置磁體移動的距離。這些非接觸式位移傳感器迅速發(fā)展，為量測樁身位移和樁周土層沉降提供了便捷高精度的。

目前，國內(nèi)研究負(fù)摩擦樁的中性點方法主要有現(xiàn)場試驗法、規(guī)范法以及有限單元等數(shù)值模擬方法。其中規(guī)范法以及有限單元等數(shù)值模擬方法與實際工程中所測得中性點往往由于環(huán)境等不確定因素影響產(chǎn)生較大的誤差；現(xiàn)場試驗所采用的插入位移尺、分層沉降儀等量測方法，但這些方法存在量測精準(zhǔn)度較低、數(shù)據(jù)讀取繁瑣、且很難測得樁身和樁周土層同一斷面處的沉降。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種模型樁中性點位置的量測裝置，其克服了背景技術(shù)中量測方法所存在的不足。

本實用新型解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是：一種模型樁中性點位置的量測裝置，包括模型箱體、伺服電機加載系統(tǒng)、位移傳感器固定組件、樁身位移量測系統(tǒng)、樁周土體沉降量測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述模型箱體包括模型箱，模型箱內(nèi)填筑有模型土層，模型箱中心處插入有模型樁，模型樁上端部伸出模型土層，且模型土層之圍繞模型樁的部分構(gòu)成樁周土體；所述伺服電機加載系統(tǒng)布置于模型土層上表面且在試驗過程中對模型土層施加豎向荷載；所述位移傳感器固定組件包括固定梁、第一固管和第二固管，固定梁固定在模型樁上端面，第一固管和第二固管固接在固定梁底部且插入模型樁內(nèi)部；所述樁身位移量測系統(tǒng)包括CMOS圖像傳感器、光柵刻度尺和照明燈，光柵刻度尺固定在模型樁內(nèi)壁，CMOS 圖像傳感器固定在模型樁內(nèi)部的第一固管上，照明燈固定在模型樁內(nèi)壁并照射在光柵刻度尺；所述樁周土體沉降量測系統(tǒng)包括磁致伸縮位移傳感器和磁性碎鐵屑，在樁周土體的預(yù)定量測位置埋入磁性碎鐵屑且磁性碎鐵屑與樁周土體發(fā)生同步位移，磁致伸縮位移傳感器布置在模型樁內(nèi)部的第二固管上；所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集裝置，該數(shù)據(jù)收集裝置連接磁致伸縮位移傳感器和CMOS圖像傳感器以實時收集位移數(shù)據(jù)。

一實施例之中：所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)線；所述模型樁為空心圓柱鋁制管樁，模型樁頂部中心對稱處開設(shè)有兩個貫穿孔，第一固管和第二固管分別穿過兩個貫穿孔并插入模型樁內(nèi)部；所述模型樁頂部中心處和鋼梁中心處都開設(shè)有穿線孔，數(shù)據(jù)線連接CMOS圖像傳感器和磁致伸縮位移傳感器且通過該穿線孔穿出并連接至數(shù)據(jù)收集裝置。

一實施例之中：所述照明燈與光柵刻度尺成180°相互對立布置。

一實施例之中：所述模型土層在豎直方向等間距設(shè)置多個觀測截面；樁周土體每一觀測截面，以模型樁為中心鋪撒一圈上述的磁性碎鐵屑。