[发明专利]一种原位监测土体侧向位移的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种原位监测土体侧向位移的装置，其特征在于：包括静力贯入机、套管（3）、粘附光纤光栅（12）的钢带（1）、探头（4）；所述的静力贯入机内设有驱动套管（3）向下运动的驱动部；所述钢带（1）从套管（3）开口处嵌入套管（3）内；该套管（3）的底端压触探头（4），静力贯入机内驱动部设有与套管（3）相匹配的套管孔（11），静力贯入机内的驱动部通过向套管（3）施加压力带动探头（4）向土体内运动。

2.根据权利要求1所述的原位监测土体侧向位移的装置，其特征在于：所述套管（3）为C型开口钢管，C型开口钢管截面呈方形状，所述套管（3）的数量为N且从下至上呈直线排列，N为大于1的自然数；其中，最下端的套管的下半部分开口端、最上端的套管的上半部分开口端采用钢板封闭，其余各相邻套管之间通过连接钢板（16）相互桥接并封闭其开口端。

3.根据权利要求1所述的原位监测土体侧向位移的装置，其特征在于：所述的静力贯入机包括链条驱动结构、卡块（6）、山形板（7），所述链条驱动结构包括对称布置于套管（3）两边的主传动链条（19）、从传动链条（5）、传动齿轮（23）、手摇（9），在任意一边，主传动链条（19）通过对应的传动齿轮（23）与手摇（9）相连，从传动链条通过连接滚轴连接主传动链条；在套管（3）的管身侧壁垂直于开口端方向设有相互平行的卡块凹槽（18），所述的卡块（6）嵌置于所述卡块凹槽（18）内，山形板（7）设置于卡块（6）的上方，山形板（7）两边槽分别卡住两边的从传动链条（5），在从传动链条（5）上设有加长销（24），所述加长销（24）抵触在山形板的上方，以带动套管向下运动。

4.根据权利要求1所述的原位监测土体侧向位移的装置，其特征在于：所述的探头（4）由探头锥尖（15）、定位块（25）以及两片相互平行布置的连接夹板（14）组成；其中定位块（25）设置于探头锥尖（15）的顶部平面端，连接夹板（14）置于定位块（25）的上端；在连接夹板（14）上设有用于固定钢带（1）的螺栓孔（13），定位块（25）嵌入至套管（3）内腔内将探头与套管（3）相互压触连接。

5.根据权利要求4所述的原位监测土体侧向位移的装置，其特征在于：所述的连接钢板（16）上设有若干个钢板螺栓孔（17）。

6.根据权利要求1或3任一所述的原位监测土体侧向位移的装置，其特征在于：所述的钢带（1）的底端设有与连接夹板（14）相匹配的螺纹孔（20）；光纤光栅（12）成U形粘附在钢带（1）上。

7.一种原位监测土体侧向位移的装置的使用方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：平整场地，安放静力贯入机，根据土层类型打入地锚，调平机器；

步骤二：将粘附光纤光栅（12）的钢带（1）从第一根套管侧面的开口端放入该套管内，并通过连接钢板（16）封闭该套管开口处的下半部；将裸露在外的钢带继续放入第二根套管内，通过连接钢板（16）将第一根套管开口处的上半部与第二根套管开口处的下半部进行桥接固定；同时将第一根套管的底端压触探头（4）；

步骤三：将卡块（6）卡在第一根套管上的对应凹槽中（18），山形板（7）放置在卡块（6）上方，转动手摇（9），使主传动链条（19）带动从传动链条（5）上的加长销（24）压在山形板（7）上方，通过加长销（24）驱动山形板（7）将前两根套管连同探头一起打入土体直至深入到第二根套管未封闭的开口处；

步骤四：将裸露在外的钢带（1）继续放入第三根套管内，通过连接钢板（16）将贯入土体后的第二根套管开口处的上半部与第三根套管开口处的下半部进行桥接固定；撤除加长销（24）上已有的卡块（6）与山形板（7）；将卡块（6）卡在第二根套管的对应凹槽（18）中，山形板（7）放置在卡块（6）上方，转动手摇（9），使从传动链条（5）上的加长销（24）压在山形板（7）上方，通过加长销（24）驱动山形板（7）继续将桥接后的第三根套管打入土体，直至深入到第三根套管未封闭的开口处；

步骤五：重复步骤四，将其余套管贯入，当套管贯入到预定深度后，将山形板（7）放置在卡块下方，反转手摇（9），使从传动链条（5）上的加长销（24）顶住山形板（7）下方，匀速拔起套管（3），待套管（3）拔出后将光纤光栅（12）与光纤光栅解调器连接；

步骤六：用棱台形防护平台将钢带裸露地面的部分进行防护，待侧向位移稳定后，将解调器归零，即可实时监测土体侧向位移。