[发明专利]静止侧向土压力系数K0原位测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种静止侧向土压力系数K₀原位测试装置的测试方法，其特征在于，静止侧向土压力系数K₀原位测试装置，包括孔隙水压力计(4)、竖向土压力计(6)、传感器线缆(7)、侧向土压力计(8)、锤击杆和传感器固定装置；传感器固定装置包括竖直粘贴板(3)、水平粘贴板(5)和锤击板(1)，竖直粘贴板(3)顶部设置锤击板(1)，锤击板(1)下方设置加强肋板(17)，竖直粘贴板(3)底部设置水平粘贴板(5)；竖直粘贴板(3)上端设置吊线孔(2)，竖直粘贴板(3)下部设置孔隙水压力计固定孔(10)，水平粘贴板(5)一端设置线缆保护孔(9)；竖向粘贴板(3)一侧设置侧向土压力计(8)，另一侧采用孔隙水压力计固定铅丝(11)通过孔隙水压力计固定孔(10)固定孔隙水压力计(4)；水平粘贴板(5)底部设置竖向土压力计(6)；锤击杆包括锤击头(13)和锤击杆连接螺杆(12)，T形圆柱的锤击头(13)顶部焊接螺帽，锤击杆连接螺杆(12)一端带有螺帽，带有螺帽的锤击杆连接螺杆(12)之间拼接起来并与锤击头(13)的螺帽相连接；包括以下步骤：

1)测试装置制作

1.1)将钢板通过线切割制成水平粘贴板(5)、竖向粘贴板(3)、锤击板(1)及加强肋板(17)，用车床台钻在水平粘贴板(5)及竖向粘贴板(3)上钻孔，竖直粘贴板(3)顶部设置锤击板(1)，锤击板(1)下方设置加强肋板(17)，竖直粘贴板(3)底部设置水平粘贴板(5)；将水平粘贴板(5)、竖向粘贴板(3)、锤击板(1)及加强肋板(17)相互焊接；

1.2)将竖向土压力计(6)、侧向土压力计(8)用金属胶分别粘贴在水平粘贴板(5)、竖向粘贴板(3)上，将孔隙水压力计(4)用孔隙水压力计固定铅丝(11)通过竖向粘贴板(3)的孔隙水压力计固定孔(10)固定在竖向粘贴板(3)上；将绳索系在竖向粘贴板(3)顶部的两个吊线孔(2)上；

1.3)在T形不锈钢圆柱的锤击头(13)顶部焊接一个外六角螺帽，在锤击杆连接螺杆(12)一端旋上外六角螺帽，将需要数量的带有螺帽的锤击杆连接螺杆(12)拼接起来并与锤击头(13)的螺帽相连接，锤击杆连接螺杆(12)在旋螺帽前均缠上生料带；

1.4)对装置的传感器线缆(7)的顶部用喷漆进行标示加以区别；

2)现场埋设：安排钻机在测试地层(14)上固定就位，调试钻机平台的姿态使钻机钻杆垂直；用钻头开孔，钻杆连续钻进至预设埋设深度；钻杆到底后应使钻头在旋转状态下滞留孔底一段时间以确保孔底平整；将绳索系在竖向粘贴板(3)顶部的两个吊线孔(2)；用手抓紧绳索的一端，将测试装置放入钻好的孔内，待装置放入孔底后用锤击杆的锤击头(13)夯击锤击板(1)；回填黄沙(15)及膨润土(16)直至孔口；

3)现场测试：用手持式频率仪测试竖向土压力计(6)、侧向土压力计(8)及孔隙水压力计(4)的自振频率，通过计算得到K₀系数；K₀系数的计算公式如下：

式中：土压力计算公式为：σ_H为侧向土压力；σ’_V为有效竖向土压力；k_σ为土压力计率定参数；f₁为土压力计测试频率；f₀为土压力计初始频率；

孔隙水压力计算公式为：w为孔隙水压力；k_w为孔隙水压力计(4)的率定参数；p₁为孔隙水压力计(4)测试频率；p₀为孔隙水压力计(4)初始频率。

2.根据权利要求1所述的静止侧向土压力系数K₀原位测试装置的测试方法，其特征在于，步骤3)中，现场测试时，刚埋设完的第一周两天一测，第二周一周两测，第三周数据已经稳定，一周只测一次。