[发明专利]冰层承载力测试方法及装置

说明书

冰层承载力测试方法及装置，属于冰工程研究领域，实现了科学合理的利用冰资源的目的，避免人员伤亡、财产损失等严重后果的发生，冰层承载力测试方法包含在测试冰层的上表面设置压力传导体，在压力传导体的上方依次设置下压力分配板、同步千斤顶、上压力分配板、压力计和桁架，围绕压力传导体设置多根锚杆，在锚杆的下端设置锚板钩住冰层下表面，锚杆的上端通过挂钩与桁架连接，所有锚板与冰层下表面的接触面积的总和大于压力传导体与冰层上表面的接触面积，升高同步千斤顶向冰层加载压力，通过压力计读取同步千斤顶施加的压力值；在下压力分配板的中心位置设置挠度测试仪，对测试冰层的位移进行测试；本发明用于测试冰层承载力。

技术领域

本发明属于冰工程研究领域，具体涉及冰层承载力测试方法及装置。

背景技术

冬季，河流、湖泊以及近海由水凝固形成的冰层为人类提供了天然、坚实的材料和承载平台，可以供人们行走、游乐等，但是在冰层的利用过程中也存在冰层承载力不足，发生脆性破坏，导致人员伤亡、财产损失等严重后果，所以应该对冰层进行深入研究，掌握冰层性质，避免或减少不良后果的产生。

冰作为一种特殊的天然材料，具有较为复杂的物理力学性能，其力学性能受形成过程中的地域、环境因素影响较大，冰层承载能力很难通过科学计算得到，韩玲莉在《一种在河面与海面冰层上安全行车的方法》中仅仅对于探测冰层厚度提供了方法，却没有真正的将冰层实际情况与其承载力挂钩，而实际生活及生产应用中对于冰层承载能力的评定大多基于经验总结得出，缺乏科学合理的解释以及依据，其可移植性较差，不同地域的冰层由于其环境差异，冰层的承载能力也存在着差异，迫切需要一种科学合理的测试方法及装置对冰层承载力进行评定，以实现科学合理的利用冰资源的目的，避免人员伤亡、财产损失等严重后果的发生。

发明内容

本发明的目的是为了实现科学合理的利用冰资源的目的，避免人员伤亡、财产损失等严重后果的发生，提供了冰层承载力测试方法及装置，用于测定冰层承载能力，其技术方案如下：

冰层承载力测试方法，它包含在测试冰层的上表面设置压力传导体，由于人、车等与冰层的接触面积不同，为了便于模拟多种接触面积，所以压力传导体采用台体形状，并且由竖直方向排列的多节连接构成，可以根据需要选择接触面积；由于人的鞋、车的轮等与冰层接触部分均为橡胶材质，所以压力传导体采用橡胶材质；在压力传导体的上方依次设置下压力分配板、同步千斤顶、上压力分配板、压力计和桁架，围绕压力传导体设置多根锚杆，在冰层上设置与锚杆的位置对应的通孔，在锚杆的下端设置锚板钩住冰层下表面，锚杆的上端通过挂钩与桁架连接，所有锚板与冰层下表面的接触面积的总和大于压力传导体与冰层上表面的接触面积，升高同步千斤顶向冰层加载压力，通过压力计读取同步千斤顶施加的压力值；

由于冰层在弹性变形范围内均处于安全承载状态，所以承载力的测试应包含弹性变形量的测试，在下压力分配板的中心位置设置挠度测试仪，对测试冰层的位移进行测试，记录冰面受荷载后的变形规律；

将压力计读取同步千斤顶施加的压力值与压力传导体、下压力分配板、同步千斤顶、上压力分配板、挠度测试仪等所有位于压力计下方且重量通过压力传导体加载到冰层上表面的部件的总重量之和便是冰层所承载的压力，为了计算方便，在重量通过压力传导体加载到冰层上表面的部件上设置配重块，将总重量配置为十的倍数。

冰层承载力测试装置，它包含压力传导体，压力传导体采用台体形状，并且由竖直方向排列的多节连接构成；压力传导体采用橡胶材质；在压力传导体的上方依次设置有下压力分配板、同步千斤顶、上压力分配板、压力计和桁架，围绕压力传导体设置有多根锚杆，在锚杆的下端设置有锚板，锚板的中间位置与锚杆沿竖向铰接，锚杆的上端通过挂钩与桁架连接，每根锚杆由两节螺纹方向相反的螺纹杆通过双向内螺纹套管连接构成；在下压力分配板的中心位置设置有挠度测试仪；在压力传导体、下压力分配板、同步千斤顶、上压力分配板或挠度测试仪上设置有配重块，将压力传导体、下压力分配板、同步千斤顶、上压力分配板和挠度测试仪总重量配置为十的倍数。