[实用新型]一种在土层上固定爆破测振传感器的装置

说明书

技术领域

本实用新型用于工程爆破中，在土层上固定爆破振动监测传感器。

背景技术

在爆破工程中，出于对爆破设计方案的优化、对环境的影响评估、科学研究等目的，以及《爆破安全规程》GB6722-2014的要求，需要用测振仪对工程爆破产生的地振动进行监测，具体监测方法是利用传感器拾取测点振动信号，然后记录到测振仪存储器中。对传感器固定的要求是必须和测点处岩土持力层耦合为一体，当振动波传到测点时传感器与测点处岩土持力层发生共同运动，这样才能监测到真实的振动数据。另外，由于爆破周围环境对于监测人员往往都是陌生的，爆破前留给监测人员勘查、布点、安放测振仪的时间又非常紧迫，所以要求测振仪和传感器的安放固定必须快速，保证在爆破清场前的几十分钟内完成所有准备工作。对于爆破区域周围环境为软弱的覆土层时，利用测振仪监测爆破地振时固定传感器的方法一般有两种，第一种是在软弱土层(即具有弹性、塑性、弹塑性等特性的材料)上，使用安装在传感器上的驻脚（长7cm左右的实心锥体或者柱体）插入岩土内，依靠驻脚表面与岩土的摩擦力F来固定传感器，这种方法现场应用的较多；第二种方法是使用中国专利ZL2015204550087的装置利用管内可伸缩的柱齿的横向阻力和摩擦力F来固定传感器。对于第一种方法，能够固定传感器在x、y向的位置，但是，在测点振动的过程中，当土层较松、摩擦力F小于传感器的动态惯性力时，驻脚与岩土就会沿z向发生相对滑动，即传感器与测点脱离，最终导致所监测的爆破地振数据不准确。对于第二种方法，当柱脚的长度小于土层的厚度时，柱脚达不到持力层（坚硬岩土层）的部位、传感器只能敷在土层上面，在测点振动的过程中，土层会发生弹塑性变形并吸收振动能量，导致传感器和持力层质点运动不同步。可见，上述两种方法在较松土层、非平面、深度多变的土层中都达不到耦合固定测振传感器的要求，从而监测不到真实的振动数据。

发明内容

为了克服现有技术的不足，满足在爆破前快速安放固定测振仪的要求，本实用新型提供一种装置，能够在现场较松的土层、非平面、厚度不确定（变化）的土层中快速固定传感器，使传感器和测点处岩土持力层耦合为一体。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：结构上由四个部分组成，第一部分为基板，材料为铝板，用于粘贴传感器，基板上有水准泡和指南针，用于确定方向和水平度；第二部分为镂空钢管，钢管镂空，可以增大与充填材料的结合牢固程度，钢管与基板连接，插入土层后与充填材料结合为一体，用于支撑固定基板；第三部分为可分离式弹头，形状为圆锥柱形，安装在镂空钢管端部，可以和钢管分离，直径大于钢管直径，作用是在钎杆的冲击下向土层内楔入形成圆柱形小桩井，能适用不同深度的土层直至岩土持力层；第四部分为现浇刚性桩体，当可分离式弹头到达持力层形成桩井后，迅速将充填材料从钢管口注入桩井内，直到基板位置，待充填材料硬化后便成为圆柱形刚性桩体，主要作用是连接岩土底部持力层和地表基板，使基板和岩土持力层耦合为一体能够同步振动，桩体材料选用速硬水泥，能够在较短时间内达到硬化强度，满足现场安放传感器对快速性的要求。原理上这四个部分的组合相当于建立一个微型的桥台，第一部分解决了现场在软土上无法粘贴传感器、以及确定方向和水平度不便的问题，第二部分将钢管做成镂空，一方面有利于充填材料，另一方面加大与充填材料的结合牢固程度，第三部分可分离式弹头打破了常规柱脚“头身一体”的固定结构模式，配合第四部分现浇刚性桩体，在功能上突破了受常规柱脚长度固定的限制，软土层有多厚，弹头就可以打入多深，桩体就可以做多深，直至持力层，达到在不同土层厚度条件下固定传感器的目的，同时也克服了非平面固定传感器的难题，实现了只用一套装置就能够在现场厚度不确定（任意变化）、非平面、软弱的土层上将传感器和持力层耦合为一体。

本实用新型的有益效果是，可以在厚度不确定、非平面、软弱的土层(即具有弹性、塑性、弹塑性等特性的材料)上，将传感器和测点处岩土持力层快速地耦合为一体，适用性好，效率高，结构简单，操作方便，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成示意图。

图2基板示意图，尺寸为18cm×12cm。

图3是镂空钢管示意图，镂空钢管高9cm，上部螺纹高0.8cm。

图4是可分离式弹头结构示意图，可分离式弹头锥高2cm，短柱高1cm，缩颈高0.5cm，缩颈外径和钢管内径相等，榫高0.8cm，外径0.5cm。