[发明专利]一种桩身弯矩测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种桩身弯矩测量装置，包括透明土容器；垂直插入所述透明土容器内的模型桩；所述模型桩的一端固定于所述透明土容器内，另一端裸露于所述透明土容器外并连接有载荷加载器；设于所述透明土容器的一侧、用以当所述载荷加载器分步向所述模型桩施加载荷时拍摄所述模型桩的摄像头和与所述摄像头电连接、用以根据所述摄像头拍摄的多个图像计算所述模型桩的弯矩的中央处理器。上述桩身弯矩测量装置可以实现对弯矩的自动化测定，节省人工时间成本以及减小测量误差，更加真实反映桩身在受力后的弯矩大小变化情况以及分布规律。本发明还公开一种应用上述桩身弯矩测量装置的测量方法。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种桩身弯矩测量装置。本发明还涉及一种应用上述桩身弯矩测量装置的测量方法。

背景技术

在岩土工程模型试验中若要观察土体土体的受力变形通常需要在土体内植入各种测量仪器。然而实际操作中，植入测量仪器对操作者的熟练程度有着较高的要求，若仪器植入不得当就会严重影响测量结果从而对实验结果的分析造成误差。

现有技术测量模型桩的弯矩的办法是通过将模型桩一端固定，另一端施加荷载，通过人工测出桩身的挠曲变形与之对应施加的荷载反算出力矩，接着对力矩进行归一划处理，即得出单位力条件下的弯矩大小。由于对弯矩进行标定的时候不免存在误差，尤其是小荷载条件下模型桩实际变形并不大，人工测量挠度偏差较大，会导致实际弯矩与计算出的弯矩差异，进而依据该挠度数据计算的弯矩无法真实地反映模型桩弯矩的分布规律。

发明内容

本发明的目的是提供一种桩身弯矩测量方法，可以减少人为操作的误差，提高测量精度。本发明的另一目的是提供一种用于上述桩身弯矩测量装置的测量方法。

为实现上述目的，本发明提供一种桩身弯矩测量方法，包括：

透明土容器；

垂直插入所述透明土容器内的模型桩；所述模型桩的一端固定于所述透明土容器内，另一端裸露于所述透明土容器外并连接有载荷加载器；

设于所述透明土容器的一侧、用以当所述载荷加载器分步向所述模型桩施加载荷时拍摄所述模型桩的摄像头和与所述摄像头电连接、用以根据所述摄像头拍摄的多个图像计算所述模型桩的弯矩的中央处理器。

优选地，所述模型桩的表面设有沿其长度方向延伸的桩身标记线；还包括设于所述透明土容器的一侧、用以在所述载荷加载器施加载荷之前对准所述桩身标记线以校直所述模型桩的垂直度校直器。

优选地，所述垂直度校直器具体为激光发射器；所述激光发射器的光束呈竖直线状分布。

优选地，所述载荷加载器包括与所述模型桩连接的绳索以及固定于所述绳索另一端的砝码盘。

优选地，所述中央处理器还包括与所述载荷加载器连接的力传感器。

优选地，还包括与所述中央处理器相连、用以显示模型桩的变形量及弯矩的显示屏。

本发明还提供了一种桩身弯矩测量方法，应用于上述任一桩身弯矩测量装置，包括：

将模型桩垂直固定于透明土容器内且将摄像头固定于透明土容器外；

多次将载荷施加于模型桩、以实现利用摄像头获取模型桩的全部变形量；

根据全部所述变形量计算模型桩的弯矩。

优选地，所述将模型桩固定于透明土容器内的步骤之前还包括：

沿所述模型桩的长度方向设置桩身标记线；

所述将模型桩垂直固定于透明土容器内与所述多次将载荷施加于模型桩的步骤之间还包括：

将竖直光线投射至所述模型桩；