CN110346068A - 一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法 - Google Patents

一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110346068A
CN110346068A CN201910694955.4A CN201910694955A CN110346068A CN 110346068 A CN110346068 A CN 110346068A CN 201910694955 A CN201910694955 A CN 201910694955A CN 110346068 A CN110346068 A CN 110346068A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
tulwar
embedded
shear
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910694955.4A
Other languages
English (en)
Inventor
刘举
徐正
张翻
王峥
李珊珊
卢力强
李顺群
张建新
赵建军
程星磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Chengjian University
Original Assignee
Tianjin Chengjian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Chengjian University filed Critical Tianjin Chengjian University
Priority to CN201910694955.4A priority Critical patent/CN110346068A/zh
Publication of CN110346068A publication Critical patent/CN110346068A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种分层式土体应力和沉降测量装置，包括：土压力盒、固定钢筋孔、空心套管组件、嵌入式弯刀和位移计，导线槽在空心套管的侧壁设有进线孔、顶部设有出线孔；空心套管组件固定在固定钢筋孔内；嵌入式弯刀与空心套管连接，嵌入式弯刀上设有土压力盒；位移计的数量与空心套管数量相适配且测量触点连接在封盖或旋转手柄上。还提供了一种依照实验方案伸缩空心管，使嵌入式弯刀与测点位置齐平，旋转手柄以带动弯刀***土层的测试方法。有益效果是：测量更加便捷、精确和高效；竖直方向多点的测量，记录土体在纵向深度上的应力和沉降数值，为研究应力和沉降在竖直方向的变化规律提供依据。

Description

一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法
技术领域
本发明属于现场原位测试技术领域，特别涉及一种土体应力和沉降测量装置。
背景技术
在工程设计与施工安全评估时，例如暗挖法施工的地铁中转站上方土体应力对支护结构的设计而言是至关重要的。同时，地基在建筑物长期荷载下，随着超孔隙水压力消散、有效应力的增长都会发生地基沉降。当地基沉降超出地上建筑物的允许范围，就会影响建筑物的正常使用乃至令建筑发生开裂。因此，实际工程中需要进行现场量测以确定实际沉降量。
土体应力测量中，现有的测量方式多数以钻孔预埋法埋设土压力盒，然后填充同样或者相近的土体后压实，来测量土体应力；在实践中发现，现有的方式存在以下弊端：首先，埋设土体内的土压力盒一般都是不可回收的，存在严重浪费；其次，目前多是通过将土压力盒绑在钢筋笼上再送到钻孔内，在这过程中，钢筋笼与孔壁的碰撞不可避免的造成土压力盒膜片过载而产生永久变形；此外，土体钻孔后的回填土破坏了原始结构和应力，测出的数据精度下降。
土体沉降监测手段中现在大多是对地面沉降测量。例如红外监测仪和现场埋设沉降板等方法。这些方法要么存在着只单测沉降的总和的问题要么测量过程会对现场的施工产生严重干扰的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够和测量土体应力的同时分层测量沉降量的分层式土体应力和沉降测量装置。该测量装置结构简单，使用方便，对测量土层结构和应力的影响小，测量数据的可靠性更高。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种分层式土体应力和沉降测量装置，包括：土压力盒、导线、外部采集仪，其特征是：还包括固定钢筋孔、空心套管组件、嵌入式弯刀和位移计，空心套管组件包括若干个套装且长度由里向外逐渐变短的空心套管、各空心管上的封盖和各旋转手柄，所述空心套管环内壁设有竖直滑道槽，所述滑道槽内设有滚珠；所述滑道槽的外侧设有竖直导线槽，所述导线槽在空心套管的侧壁设有进线孔、顶部设有出线孔；所述空心套管组件固定在固定钢筋孔内；所述嵌入式弯刀与空心套管连接，所述嵌入式弯刀上设有土压力盒；所述位移计的数量与空心套管数量相适配且测量触点连接在封盖或旋转手柄上。
所述固定钢筋孔由竖向钢筋和上、中、下水平圆环钢筋作支架形成，且固定钢筋孔半面侧面钢筋支架蒙皮，所述蒙皮钢筋支架设有若干竖向钢筋，所述固定钢筋孔底部设有与竖向钢筋连接的空心套管***光杆。
所述光杆设置在钢筋孔的一侧，嵌入式弯刀***土体后土压力盒受力面完全进入待测土体中。
所述空心套管有3～5个空心管，所述光杆上端通过固定夹具固定各位移计本体。
所述嵌入式弯刀设置在空心管下部，嵌入式弯刀与空心管通过焊接方式连接在一起。
所述嵌入式弯刀侧边有刀锋，自由端部为尖头，刀片中部设有土压力盒放置凹槽，所述凹槽以薄钢片封面并用螺丝固定且凹槽到弯刀尾部设有导线孔道。
一种分层式土体应力和沉降测量装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤1，预估测点深度和土体应力，选定合适的空心管数量和长度及土压力盒；
步骤2，放置测量装置于预钻孔中；
步骤3，待受力稳定后采集应力和沉降的数据。
依照实验方案伸缩空心管，使嵌入式弯刀与测点位置齐平，旋转手柄以带动弯刀***土层。
本发明的有益效果是：滑道槽与滚珠能减少管与管之间的摩擦，为沉降测量准确性提供保障；同时测量土体应力和沉降，简化测量过程，避免应力和沉降分别测量给土体带来更大扰动，提高测量准确度；避免以往土体应力测量必须预埋的步骤，无需开挖、回填土体，有效降低测量对土体的结构和原始应力的影响，使得测量更加便捷、精确和高效；竖直方向多点的测量，记录土体在纵向深度上的应力和沉降数值，为研究应力和沉降在竖直方向的变化规律提供依据。
附图说明
图1是本发明的一种分层式土体应力测量装置整体示意图，
图2是本发明的嵌入式弯刀示意图，
图3是本发明的为测量装置旋转主体示意图，
图4是本发明的外层空心管平剖面示意图，
图5是本发明的外层空心管立剖面示意图，
图6是本发明的固定钢筋孔壁和光杆示意图，
图7是本发明的固定夹具示意图。
图中：
1-1、空心管 1-2、滚珠 1-3、滑道槽
2、封盖 3、嵌入式弯刀 3-1、刀锋
3-2、尖头 3-3、预留凹槽 4、土压力盒
5-1、固定钢筋孔壁 5-2、光杆 6、薄钢片
7、导线 8、孔道 9、螺丝
10、位移计 11、夹具 12、夹条
13、螺母 14、螺栓 15、旋转手柄。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-7所示，一种分层式土体应力及沉降测量装置，其组成包括：空心套管1-1，滚珠1-2，滑道槽1-3，封盖2，旋转手柄15，嵌入式弯刀3、固定钢筋孔壁5-1及和固定钢筋孔壁连接的光杆5-2，位移计10，固定夹具11。土压力盒放置在嵌入式弯刀中，其导线7经弯刀和空心套管1内的孔道8向上穿出封盖2，连接到外部采集仪。空心管内有滑道槽和滚珠。空心套管的各个组成空心管在底部的长度由里向外逐渐变短。空心套管由光杆固定，形成稳定的测试装置，而且光杆表面光滑，以便于空心套管的旋转。
进一步，所述的空心套管可由3—5个空心管组成，空心管内壁有滑道槽，滑道槽内设有滚珠。
进一步，所述空心管顶部各有一个封盖，封盖与空心管通过螺丝固定，封盖的导线孔与空心管的导线孔联通；空心管下部设有嵌入式弯刀，弯刀的导线孔与空心管侧壁上的导线孔联通，并通过焊接的方式固定。
进一步，所述嵌入式弯刀侧边有刀锋3-1，顶部有一个尖头3-2，刀片中部留有凹槽3-3且有条从凹槽到弯刀尾部的孔道8。土压力盒放置在嵌入式弯刀的预留凹槽中，以薄钢片6封面并用螺丝9固定。
进一步，所述固定夹由两个夹条12通过螺母13和螺栓14组成。
进一步，所述空心套管由长短不一的空心管组成，最外层空心管最短，最内层空心管最长；空心管下端收口，封闭管内滑道，以防滚珠漏出。
根据图1—3可知，一种分层式土体应力和沉降测量装置的测量方法，其步骤是：
(1)预估测点深度和土体应力，选定数量和长度合适的空心管及各土压力盒。
(2)组装土体应力和沉降测量装置，以三个空心管为例：
1)将中层空心管沿外层空心管的滑道***，在两者间的滑道内放入滚珠后，用螺丝固定封盖于外层空心管顶部。封盖的导线孔要与空心管顶部的导线孔一一联通。再将内层空心管沿着中层空心管内壁的滑道***，在内、中两层空心管间的滑道内放入滚珠后，用螺丝分别先后固定一封盖于中层空心管和内层空心管顶部形成旋转主体。
2)将三个土压力盒BW-100分别安装到三个嵌入式弯刀的预留凹槽中，压力盒的导线经弯刀和空心套管内的孔道向上穿出封盖，连接到外部采集仪。薄钢片覆盖在土压力盒上，并用螺丝拧紧。嵌入式弯刀尾部导线口与外层空心管侧边导线口对接并焊接。
3)利用钢筋与蒙皮制作固定钢筋孔壁，固定钢筋孔壁由竖向钢筋和水平圆环钢筋作支架。固定钢筋孔壁的顶、中、底部各有一个水平圆环钢筋，根据实际需要，可在三个部位适当加密圆环钢筋的布置；在待蒙皮的半个钢筋支架侧面，竖直钢筋按照4个的数量等间距分布，不蒙皮的另半个钢筋支架侧面则无需竖直钢筋；光滑的光杆由两段小的空心管焊接到固定钢筋孔壁上。将固定钢筋孔壁和光杆整体放置到待测土体中的预钻孔中。为保证弯刀能够在旋转主体的带动下顺利将土压力盒***土体，光杆的位置应当靠近孔壁一侧，如图6所示。
(3)将组装好的测量装置置入预钻孔中，依照实验方案伸缩空心管，使嵌入式弯刀与测点位置齐平，旋转手柄以带动弯刀***土层。将位移计的位移传递杆垂直向下紧贴旋转手柄或封盖，旋转固定夹具上的螺帽以固定位移计。待受力稳定后就可以通过采集仪采用东华测试DH3816静态应变测试分析***采集应力和沉降的数据。

Claims (8)

1.一种分层式土体应力和沉降测量装置，包括：土压力盒、导线、外部采集仪，其特征是：还包括固定钢筋孔、空心套管组件、嵌入式弯刀和位移计，空心套管组件包括若干个套装且长度由里向外逐渐变短的空心套管、各空心管上的封盖和各旋转手柄，所述空心套管环内壁设有竖直滑道槽，所述滑道槽内设有滚珠；所述滑道槽的外侧设有竖直导线槽，所述导线槽在空心套管的侧壁设有进线孔、顶部设有出线孔；所述空心套管组件固定在固定钢筋孔内；所述嵌入式弯刀与空心套管连接，所述嵌入式弯刀上设有土压力盒；所述位移计的数量与空心套管数量相适配且测量触点连接在封盖或旋转手柄上。
2.根据权利要求1所述的一种分层式土体应力和沉降测量装置，其特征是：所述固定钢筋孔由竖向钢筋和上、中、下水平圆环钢筋作支架形成，且固定钢筋孔半面侧面钢筋支架蒙皮，所述蒙皮钢筋支架设有若干竖向钢筋，所述固定钢筋孔底部设有与竖向钢筋连接的空心套管***光杆。
3.根据权利要求2所述的一种分层式土体应力和沉降测量装置，其特征是：所述光杆设置在钢筋孔的一侧，嵌入式弯刀***土体后土压力盒受力面完全进入待测土体中。
4.根据权利要求1所述的一种分层式土体应力和沉降测量装置，其特征是：所述空心套管有3～5个空心管，所述光杆上端通过固定夹具固定各位移计本体。
5.根据权利要求1所述的一种分层式土体应力和沉降测量装置，其特征是：所述嵌入式弯刀设置在空心管下部，嵌入式弯刀与空心管通过焊接方式连接在一起。
6.根据权利要求5所述的一种分层式土体应力和沉降测量装置，其特征是：所述嵌入式弯刀侧边有刀锋，自由端部为尖头，刀片中部设有土压力盒放置凹槽，所述凹槽以薄钢片封面并用螺丝固定且凹槽到弯刀尾部设有导线孔道。
7.一种根据权利要求1所述一种分层式土体应力和沉降测量装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤1，预估测点深度和土体应力，选定合适的空心管数量和长度及土压力盒；
步骤2，放置测量装置于预钻孔中；
步骤3，待受力稳定后采集应力和沉降的数据。
8.根据权利要求7所述的一种分层式土体应力和沉降测量装置的测试方法，其特征是：依照实验方案伸缩空心管，使嵌入式弯刀与测点位置齐平，旋转手柄以带动弯刀***土层。
CN201910694955.4A 2019-07-30 2019-07-30 一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法 Pending CN110346068A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910694955.4A CN110346068A (zh) 2019-07-30 2019-07-30 一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910694955.4A CN110346068A (zh) 2019-07-30 2019-07-30 一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110346068A true CN110346068A (zh) 2019-10-18

Family

ID=68179057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910694955.4A Pending CN110346068A (zh) 2019-07-30 2019-07-30 一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110346068A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113739861A (zh) * 2021-11-05 2021-12-03 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种边坡土体三维变形监测装置及平面倾角变化识别方法
CN114754668A (zh) * 2022-04-19 2022-07-15 中南大学 一种用于测量地层土体变形的装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113739861A (zh) * 2021-11-05 2021-12-03 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种边坡土体三维变形监测装置及平面倾角变化识别方法
CN113739861B (zh) * 2021-11-05 2022-03-18 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种边坡土体三维变形监测装置及平面倾角变化识别方法
CN114754668A (zh) * 2022-04-19 2022-07-15 中南大学 一种用于测量地层土体变形的装置
CN114754668B (zh) * 2022-04-19 2022-12-23 中南大学 一种用于测量地层土体变形的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101344514B (zh) 石门及井筒揭煤突出危险性快速预测方法
CN205228859U (zh) 一种新型原状土取土器
CN108036966A (zh) 一种精确测量贯入深度及倾斜度的重力活塞取样器
CN110346068A (zh) 一种分层式土体应力和沉降测量装置及测量方法
CN108196006B (zh) 一种关于隧道突水防突层厚度的试验装置及方法
CN103953025A (zh) 测量深厚软土或覆盖层分层沉降的设备及其设置方法
CN106595548A (zh) 一种隧道内掌子面围岩内部的位移测量方法
CN208255027U (zh) 一种基于预埋钢丝拉拔法的套筒灌浆饱满度检测装置
CN103900514A (zh) 一种急倾斜煤层巷道的多点位移计安装及数据自动采集方法
CN110346069A (zh) 一种直推型土体应力和沉降测量装置及测量方法
CN103321201A (zh) 密封式液体压差分层沉降计及其埋设、测量方法
CN109100182B (zh) 一种同时获取不同水位特征数据的取样装置及其使用方法
CN112901276B (zh) 一种隧道用土压力盒埋设装置及使用方法
CN109975125A (zh) 基于煤体或岩体松动圈探测的压水实验设备及方法
CN105971031A (zh) 一种基于磁感应的管桩施工桩长检测装置及检测方法
CN109211464B (zh) 渗压计埋设装置及埋设方法
CN208984062U (zh) 一种预钻式土层分层测量仪
CN209310790U (zh) 一种组合式沉降观测设备
CN209028213U (zh) 一种明挖法深基坑内衬混凝土侧墙一体化自动监测装置
JP5882159B2 (ja) 地盤の飽和度簡易測定方法
CN105628612B (zh) 一种定降深诱发粘土承压含水层释水的装置的释水方法
CN106370818A (zh) 一种多深度多指标土壤性质探测杆
CN206489110U (zh) 一种桥墩冲刷传感装置
CN105333905A (zh) 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定***
CN110375892A (zh) 一种单孔多层式土体应力测量装置及测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191018