[发明专利]一种水下土体振动速度与孔隙水压力测定设备及安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土体振动速度和孔隙水压力测定设备，具体说是涉及一种准确测定水下土体的振动速度和孔隙水压力的设备及安装方法。

背景技术

如今，在很多水利工程施工过程中，会涉及打桩、爆破等振动问题。为确保施工过程中周围建筑物的安全，需对土体振动及稳定进行监测，主要涉及土体振动速度和孔隙水压力测定。用常规传感器测定土体振动速度与孔隙水压力具有方便、准确、经济、快捷等特点。在这方面，传感器得到了充分应用和深入研究。但三向速度传感器埋入水下土体后，传感器的固定及如何保证传感器的测振方向与需测方向一致是设备安装的难点，目前还未见报道。

将三向速度传感器与孔隙水压力传感器连接成一个整体放置到水下土体中，与传统安装方法中将两个传感器分孔安装相比，可以节约钻孔成本与施工时间。但两个传感器同时安装，需要解决传感器的连接与固定、水下三向速度传感器的定向、孔隙水压力传感器的封堵问题，使得常规的安装方法无法完成。本申请通过研制一种水下土体三向速度传感器与孔隙水压力传感器的安装方法，克服上述困难，实现同孔测定土体振动速度和孔隙水压力。

发明内容

本发明解决的技术问题为将三向速度传感器和孔隙水压力传感器同时放置到水下土体中一定深度时，在原有传感器设备的基础上通过新的设计，既能调整三向速度传感器的测振方向，又能同时完成三向速度传感器的固定与孔隙水压力传感器的封堵。

一种水下土体振动速度与孔隙水压力测定设备，包括第一连接部件、三向速度传感器、膨胀泥球、第二连接部件、孔隙水压力传感器、钻孔、土体、数据采集仪，钻孔的四周及底部均为土体，钻孔的顶部是空的，孔隙水压力传感器位于钻孔底部的土体中，第一连接部件和第二连接部件是空心管，三向速度传感器的底部设置有下通孔，三向速度传感器的顶部设置有上通孔，上通孔和下通孔之间具有通道，第二连接部件的下端与孔隙水压力传感器的尾端固定连接，第二连接部件的上端与三向速度传感器的下通孔固定连接，第一连接部件的底部与三向速度传感器的上通孔固定连接，孔隙水压力传感器的第一引出电缆依次从第二连接部件、三向速度传感器、第一连接部件穿过并从第一连接部件的顶部穿出，三向速度传感器的第二引出电缆从第一连接部件穿过并从第一连接部件的顶部穿出，第一引出电缆和第二引出电缆与数据采集仪相连接，膨胀泥球位于钻孔中并处于钻孔底部土体的上方，三向速度传感器位于膨胀泥球中。

作为本技术方案的进一步改进，膨胀泥球膨胀前膨胀泥球的封堵深度H大于1m。

作为本技术方案的进一步改进，还包括至少一节连接管，连接管是空心管，第一连接部件的上端与连接管的底部相连接，第一引出电缆和第二引出电缆穿过连接管，并从连接管的顶部穿出。

作为本技术方案的进一步改进，连接管的顶部或者外壁上至少有一个凹槽。

根据上述测定设备的安装方法：

第一步：在土体中打好钻孔；

第二步：使第一引出电缆穿过第二连接部件进入三向速度传感器中，并使三向速度传感器的下通孔与孔隙水压力传感器的尾端通过第二连接部件进行固定连接；

第三步：使第一引出电缆和第二引出电缆从第一连接部件中穿出，并使三向速度传感器的上通孔与第一连接部件固定连接；

第四步：将连接好的水下土体振动速度与孔隙水压力测定设备放入钻孔中，并使孔隙水压力传感器位于钻孔的底部；

第五步：转动第一连接部件使三向速度传感器至需测方向；

第六步：在第一连接部件上施加向下的压力，使得孔隙水压力传感器插入钻孔底部的土体中；

第七步：往钻孔的底部倒入膨胀泥球，膨胀泥球位于土体的上部，使孔隙水压力传感器的上部被封堵，三向速度传感器位于膨胀泥球中，膨胀泥球遇水定型一周；

第八步：使第一引出电缆、第二引出电缆和数据采集仪相连接。

作为本技术方案的进一步改进，膨胀泥球膨胀前膨胀泥球的封堵深度H大于1m。

有益效果：本发明将三向速度传感器和孔隙水压力传感器连接在一起，能调整三向速度传感器的测振方向，又能将孔隙水压力传感器放置到所需深度的土层中并封堵其上部，还能充分固定三向速度传感器，从而测定所需方向的土层振动速度和所需土层的孔隙水压力。同时，本安装方法完成土体振动速度和孔隙水压力在同孔测定，节约施工成本和安装时间。本发明操作简单，使用方便，可广泛应用于水下土体振动速度与孔隙水压力的测定工作。 

附图说明

图1是一种水下土体振动速度与孔隙水压力测定设备示意图。