[发明专利]一种岩土层内部脱空的测试方法及测试装置

权利要求书

1.一种应用岩土层内部脱空测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)计算并确定测试装置的埋设深度；

(2)计算并确定深层岩土体的测试深度；

(3)确定测试装置中变形测试单元的部件长度；

(4)埋设测试装置；

(5)进行现场观测并记录数据；

(6)数据分析；

所述测试装置包括外部套筒及设置于套筒内并沿套筒轴向分隔的多个测试单元，所述测试单元包括变形测试单元及含水率测试单元，所述变形测试单元包括标识片及连接在标识片上下两侧的上部弹簧和下部弹簧，所述下部弹簧的下端连接持力垫，所述持力垫及部分下部弹簧脱出套筒向下延伸，所述套筒的上端扣合固定盖，所述上部弹簧的上端与固定盖相连；

所述步骤(1)测试装置中套筒的埋设深度计算如下：

套筒用于观测表层岩土体沉降变形，为了能够与表层岩土体协同变形，土体对套筒的约束力需要满足：

2πH_gR_gσ_g＞M₁g+M₂g；

2πH_gR_gσ_g＞KΔl_max-M₁g-M₂g；

即：

其中，H_g为套筒埋设深度，H_s为套筒总高度，M₁为套筒质量，R_g为套筒半径，σ_g为岩土体对套筒的单位约束力，M₂为深层土体测试单元质量，l₁、l₂分别为两弹簧的自然长度，K为弹簧的弹性系数，Δl₁₂为弹簧初始压缩长度，Δl₁、Δl₂分别为上部弹簧和下部弹簧的压缩长度，Δl_max为两弹簧的最大压缩长度，l_s为标识片长度，l_d为下部弹簧下端持力垫厚度；

为保证安全取两者最大值的1.5倍值，即：

套筒地表以上高度H_g0满足以下条件：

H_g0＞l₁+l_s+Δl₁；

套筒总高度满足：

H_s＝H_g+0.3。

2.根据权利要求1所述的一种应用岩土层内部脱空测试装置的测试方法，其特征在于，深层岩土体测试深度计算过程如下：

深层岩土体测试范围满足以下条件，

1)表层处理土体厚度H_bt，深层岩土体测试深度H_st为：

H_st≥H_bt+0.5；

2)深层岩土体测试深度H_st不小于套筒埋设深度，即：

H_st≥H_g；

因此，深层岩土体测试深度为：

H_st＝max(H_g，H_bt+0.5)；

若H_g＜H_bt+0.5时，按H_g＝H_bt+0.5修正。

3.根据权利要求1所述的一种应用岩土层内部脱空测试装置的测试方法，其特征在于，所述变形测试单元部件长度的计算过程如下：

变形测试单元部件总长符合下列条件：

l₁+l₂+l_s+l_d-Δl₁₂＝H_s；

其中：

l₂＝(1～10)l₁。