[发明专利]一种土体位移场测试方法及装置

说明书

本发明涉及一种土体位移场测试方法及装置，方法包括：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；在目标测试场景中装配各个测试单元；将装配好的测试单元连接到静态电阻应变采集仪；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；装置包括装配管及设置在该装配管内的至少一个测试单元，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。本发明能最大程度地与周边土体变形协调，从而可相对精细地描述每个测试单元内土体的位移场时程变化情况，并采用自动化的数据采集方式根据需要设置采集频率，减少人工工作量。

技术领域

本发明属于岩土工程现场实验监测与测量领域，具体地说是一种土体位移场测试方法及装置，适用于路基等回填土压缩沉降位移场和冻土地区土体冻胀位移场(如越冬深基坑临空面水平位移场和地面的竖向位移场)的测试。

背景技术

路基、挡土墙等回填土体的竖向固结沉降以及冻土地区因土体冻胀而产生的土体水平和竖向位移对相关领域的工程建设质量评估、安全性评价以及冻土冻胀机理的研究具有重要的意义。目前的测试手段往往只能监测最表层土体宏观的位移量，不能得到各层土体相对位移量，因此对工程的评估存在一定的片面性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种土体位移场测试方法及装置，现有测试手段只能监测最表层土体位移量的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种土体位移场测试方法，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

所述根据标定的温度数值对测试数据进行修正为：