[发明专利]一种土体位移场测试方法及装置在审

专利信息
申请号: 201910159240.9 申请日: 2019-03-04
公开(公告)号: CN109931860A 公开(公告)日: 2019-06-25
发明(设计)人: 辛全明;马建华;张丙吉;解广成;曹洋;马荣 申请(专利权)人: 中建东设岩土工程有限公司;中国建筑东北设计研究院有限公司
主分类号: G01B7/16 分类号: G01B7/16;G01B7/02
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 李巨智
地址: 110179 辽宁省沈*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 测试单元 测试杆 变形协调 土体位移 场测试 装配管 标定 装配 数据采集方式 人工工作量 最大程度地 变形测试 变形弹簧 采集频率 采集通道 调整数据 函数关系 静态电阻 目标测试 应变数据 周边土体 采集仪 锚定板 位移场 时程 土体 变形 自动化 采集 精细 场景 平衡
【权利要求书】:

1.一种土体位移场测试方法,其特征在于,包括:

步骤1:对每个测试单元的测试杆进行标定,建立测试杆应变数值与变形弹簧的变形值及负载之间的函数关系;

步骤2:在目标测试场景中装配各个测试单元;

步骤3:将装配好的测试单元连接到静态电阻应变采集仪;

步骤4:调整数据采集通道平衡后,采集各个测试单元的应变数据,根据标定关系得出其对应的位移值。

2.根据权利要求1所述的土体位移场测试方法,其特征在于:所述对每个测试单元的测试杆进行标定,包括:

将测试单元的锚定板固定并将应变片组成的桥路连接到静态电阻应变采集仪,在测试杆没有负载的情况下进行通道平衡,在变形弹簧相对所述锚定板的另一端沿着测试杆的轴向方向逐级施加负载,标定测试杆的响应数值、变形弹簧的变形值和负载值。

3.根据权利要求1所述的土体位移场测试方法,其特征在于:在所述对每个测试单元的测试杆进行标定后,标定测试单元在不同温度环境下测试杆的读数变化。

4.根据权利要求1所述的土体位移场测试方法,其特征在于:所述在目标测试场景中装配各个测试单元包括,在目标测试场景为临空面时,进行水平测试装配;在目标测试场景为非临空面时,进行非水平测试装配。

5.根据权利要求4所述的土体位移场测试方法,其特征在于:所述水平测试装配,包括:

1)调节测试单元的锚定板之间距离,使变形弹簧处于拉伸状态;

2)将配置好的土样按照目标密度填充相邻锚定板之间的间隙;

3)在临空面的目标测试位置开孔洞,该孔洞与装配管(8)外径相同,并将装配好的测试装置放入该孔洞中,并将外部用土填充,完成水平测试装配。

6.根据权利要求4所述的土体位移场测试方法,其特征在于:所述非水平测试装配,包括:

1)将测试单元固定在目标测试位置,按照目标密度进行回填,直至回填高度达到测试单元上部锚定板位置,使变形弹簧处于拉伸状态;

2)依次向上根据1)的过程布置测试单元,使最上端的测试单元的上部锚定板处于地表结构层以下,完成非水平测试装配。

7.根据权利要求5或6所述的土体位移场测试方法,其特征在于:在所述测试单元的测试杆靠近应变片的位置设置温度修正探头,采集应变片周围环境温度,根据标定的温度数值对测试数据进行修正。

8.根据权利要求7所述的土体位移场测试方法,其特征在于:所述根据标定的温度数值对测试数据进行修正为:

εti=ε′ti+(T0-Tti)*Δε

其中,ε′ti为静态电阻应变采集仪采集的应变值;εti为温度修正后真实值;T0为静态电阻应变采集仪通道平衡时的温度;Tti为某时刻的温度;Δε为环境温度单位变化桥路应变变化量。

9.一种应用权利要求1~8任一项所述测试方法的土体位移场测试装置,其特征在于:包括装配管(8)及设置在该装配管(8)内的至少一个测试单元,所述测试单元包括变形协调锚定板组件、测试杆组件及变形测试组件,该测试杆组件包括测试杆(4)及测试传感器(5),所述变形测试组件包括变形弹簧(6)及外部保护筒(7),其中变形弹簧(6)容置于外部保护筒(7)内,该变形弹簧(6)的每端均设有所述变形协调锚定板组件及测试杆组件;每端所述变形协调锚定板组件均安装在装配管(8)上,每端所述测试杆(4)的一端与同端的变形协调锚定板组件相连,另一端插入所述外部保护筒(7)内,并与所述变形弹簧(6)连接;每个所述测试单元中测试杆(4)位于外部保护筒(7)内的部分安装有监测测试杆(4)应变的测试传感器(5);所述装配管(8)上设有开口(14),通过该开口(14)向装配管(8)内回填被测试回填土体(12)。

10.根据权利要求9所述的土体位移场测试装置,其特征在于:所述变形协调锚定板组件包括锚定板(1)、固定螺母(3)及垫片(2),该锚定板(1)安装在所述装配管(8)内,所述锚定板(1)上开有供测试杆(4)穿过的通孔;所述锚定板(1)的两侧对称设有固定螺母(3),每侧的固定螺母(3)均螺纹连接在所述测试杆(4)的一端,每侧的固定螺母(3)与所述锚定板(1)之间均设有套在测试杆(4)上的垫片(2);

所述锚定板(1)的两侧均设有临时固定插销(10),该临时固定插销(10)插设于所述装配管(8)上,并与所述锚定板(1)抵接,相邻两锚定板(1)通过临时固定插销(10)按照设定的目标距离进行定位,所述目标距离使变形弹簧(6)处于张拉状态;

所述锚定板(1)上的通孔水平两侧对称开设有用于测试传感器(5)导线穿过的预留孔A(9);

所述装配管(8)的内径与锚定板(1)的外径相等,该锚定板(1)的外径为所述测试杆(4)直径的五~十倍;

所述测试杆(4)的另一端开有与变形弹簧(6)连接的预留孔B(13);所述测试传感器(5)在测试杆(4)上的布置区在固定螺母(3)与预留孔B(13)之间,该布置区与固定螺母(3)之间的间距以及与预留孔B(13)之间的间距均大于或等于2.5倍测试杆(4)直径;

所述测试传感器(5)为全桥测试传感器,包括两组水平对称分布的应变片,每组包括一个轴向布置的应变片及一个环向布置的应变片;

所述测试单元为多个时,相邻两测试单元之间共用同一个变形协调锚定板组件,该共用的变形协调锚定板组件上安装一个测试杆(4),所述测试杆(4)的两端分别插入相邻两测试单元中的外部保护筒(7)内;

所述测试杆(4)上布置测试传感器(5)的布置区安装有温度修正探头(11)。

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