[实用新型]一种用于振动台模型箱试验的土体分层沉降测量杆

说明书

本实用新型提供了一种用于振动台模型箱试验的土体分层沉降测量杆。该杆件包括定位杆、测量套筒、光纤光栅传感器三部分。定位杆的底端设计有螺纹，上部设计有弹簧及楔形槽，楔形槽下端有C型限位片，测量套筒套在定位杆上面。测量套筒由顶盖、底盖、连接筒、Z形弹片及定位片组成，测量套筒整体可以随土体上下移动。测量套筒在移动时，Z形弹片在楔形槽内滑动并变形，在Z形弹片上粘贴光纤光栅传感器可以监测该变形量，进而换算出土体的沉降量。本实用新型沉降测量杆实现了土体单孔多点的沉降测量，由于简便的杆件结构形式使其能随着土体做水平和竖向移动，非常适合于振动台模型箱试验。

技术领域

本实用新型涉及土工模型试验技术领域，尤其涉及一种用于振动台模型箱试验的土体分层沉降测量杆，是结合光纤光栅技术来测量土体分层沉降量的高精度测量杆。

背景技术

地震是破坏性十分严重的自然灾害。在地震中，常见的地震破坏现象就是发生喷水冒砂，地表塌陷，液化大变形，液化诱发地面侧移等。在利用振动台模型箱试验研究地基土的动力特性时，土体的分层沉降量是重要的监测指标。在地基土的振动台模型箱试验中，需要用到的主要仪器设备有模型箱，加速度传感器，孔压传感器及土体沉降测量杆等。

目前，工程上对竖向分层位移的监测,主要通过位移计或埋设光纤进行量测。传统的位移计等点式监测设备,采用电阻式、电感式、电容式、压电式等位移计,易受雷击等电磁干扰大,故障概率高。在振动台模型箱试验中，目前采用在土体表面设置位移传感器监测土体沉降，不能监测不同土层的沉降；同时，由于模型箱中的土体体积较小，要求沉降测量杆体积不宜过大，避免测量杆刚度与土体刚度相差太大而在振动过程中造成测量杆与土体严重分离；土体在振动台作用下做水平和竖向的振动，要求测量杆能够随土体振动，以保持两者的协调运动。中国专利申请201310338686.0公开的一种“一种监测土体分层沉降的测量方法”,可以精确测量现场土体沉降量，但不适用于小型室内模拟土体分层变形状况。中国专利申请201521030413.0公开的一种“一种土体分层沉降测量杆”，可以实现土体单孔多点的沉降测量，非常适用于竖向加载的室内模型箱试验，但是不适用于振动台试验。中国专利申请201610201921.3公开的一种“用于土体分层变形监测的智能测试杆、测量标定方法和评定方法”，可以精确地测试小型室内模拟土体分层变形状况，但是测试杆还是存在仪器太大不易便携移动，甚至出现操作困难的现象。

综上所述,探索一种单孔多点监测、观测精度高、使用简便，且适用于振动台模型箱试验等为一体的新型土体分层沉降监测的测量杆,很有必要。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于振动台模型箱试验的土体分层沉降测量杆，该测量杆可实现对模型箱内土体进行单孔多点的沉降测量，且体积灵巧简便，非常适合用于振动台模型箱试验。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：