一種室內(nèi)模型樁樁身光纖光柵和樁土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于樁基工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種室內(nèi)模型樁樁身光纖光柵和樁土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置，模型樁的外側(cè)壁上均勻開有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽內(nèi)安裝有采用鎧裝光纜串聯(lián)的光纖光柵傳感器，第三凹槽和第三凹槽分別安裝有鎧裝光纜串聯(lián)的硅壓阻式土壓力傳感器和屏蔽防水導(dǎo)線串聯(lián)的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器；模型樁的底部開有開孔，開孔內(nèi)安裝有測(cè)頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器，開孔余第二凹槽之間開有第四凹槽，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，高效快捷，節(jié)約成本，可在室內(nèi)模型試驗(yàn)測(cè)試樁身內(nèi)力和樁土界面應(yīng)力時(shí)廣泛應(yīng)用。
【專利說明】
一種室內(nèi)模型樁樁身光纖光柵和樁土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001 ]本實(shí)用新型屬于粧基工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種室內(nèi)模型粧粧身內(nèi)力和粧土界面土壓力及水壓力測(cè)試設(shè)備，特別是一種室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]中國(guó)是靜壓粧“大國(guó)”，靜壓粧用量巨大，在建設(shè)工程中占有很大的比重，迫切需要靜壓粧技術(shù)的提高，為了更好的從細(xì)觀上研究靜壓粧全時(shí)程受力，需要同時(shí)揭示粧身內(nèi)力和粧土界面應(yīng)力的全部發(fā)展變化。按測(cè)試試驗(yàn)類型，靜壓粧的試驗(yàn)測(cè)試，可分為室內(nèi)模型試驗(yàn)和原位試驗(yàn)，室內(nèi)模型試驗(yàn)成本較低，試驗(yàn)條件容易控制，可以較好的模擬現(xiàn)場(chǎng)的工程情況，也可以更直觀的反映沉粧過程中粧身內(nèi)力和粧土界面應(yīng)力的變化情況，原位試驗(yàn)可以測(cè)定難于取得不擾動(dòng)土樣的有關(guān)工程力學(xué)性質(zhì)，可避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響;但是各種原位測(cè)試有其適用條件，有些理論往往建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系上等，影響原位測(cè)試成果的因素較為復(fù)雜，使得對(duì)測(cè)定值的準(zhǔn)確判定造成一定的困難，中國(guó)專利201510690779.9公開了一種粧土界面土和孔隙水壓力測(cè)試裝置及方法，但是該裝置及方法僅適用于現(xiàn)場(chǎng)粧土界面土壓及水壓力的測(cè)試，未針對(duì)室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面土壓及水壓傳感器布設(shè)裝置及方法進(jìn)行詳細(xì)開發(fā)研究。因此，基于室內(nèi)模型試驗(yàn)，開發(fā)一種室內(nèi)模型粧粧基內(nèi)力、粧土界面土壓及水壓力傳感器布設(shè)裝置及方法成為一個(gè)刻不容緩的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面土壓及水壓傳感器布設(shè)裝置，通過在模型粧粧身表面機(jī)械開槽，在槽體內(nèi)安裝傳感器，可以同時(shí)測(cè)試粧身內(nèi)力和粧土界面應(yīng)力的發(fā)展變化，更好的從細(xì)觀上研究靜壓粧全時(shí)程受力。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)包括模型粧、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、開孔、光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器、鎧裝光纜和屏蔽防水導(dǎo)線;模型粧的外側(cè)壁上均勻開有豎向的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽內(nèi)安裝有采用鎧裝光纜串聯(lián)的光纖光柵傳感器，第三凹槽和第三凹槽分別安裝有鎧裝光纜串聯(lián)的硅壓阻式土壓力傳感器和屏蔽防水導(dǎo)線串聯(lián)的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器;模型粧的底部開有開孔，開孔內(nèi)安裝有測(cè)頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器，開孔余第二凹槽之間開有第四凹槽，開孔內(nèi)的硅壓阻式土壓力傳感器采用鎧裝光纜通過第四凹槽進(jìn)入第二凹槽，并從模型粧頂部引出；第三凹槽內(nèi)底部的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器測(cè)頭朝下，串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導(dǎo)線通過第三凹槽后從模型粧頂部引出。
[0005]本實(shí)用新型所述模型粧采用POM實(shí)心圓棒，POM強(qiáng)度、剛度高，力學(xué)性能優(yōu)異，符合本裝置的測(cè)試要求；光纖光柵傳感器采用微型光纖光柵應(yīng)變傳感器，直徑為Imm，長(zhǎng)度為10mm，第一凹槽的深度為6mm，寬度為6mm;硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器均采用微型硅壓阻式壓力傳感器，自身封裝形式為將硅應(yīng)變片用玻璃粉直接燒結(jié)在金屬膜片上構(gòu)成燒結(jié)型壓力傳感器;娃壓阻式土壓力傳感器的直徑為20mm，高度為10mm，銷裝光纜的直徑為3mm，第二凹槽的深度為15mm，寬度為20mm，第四凹槽的深度為5mm，寬度為3mm ；娃壓阻式孔隙水壓力傳感器的直徑為6_，高度為15mm，屏蔽防水導(dǎo)線的直徑為5_，第三凹槽的深度為20mm，寬度為6mm。
[0006]本實(shí)用新型對(duì)室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)的具體過程為:
[0007](I )、將模型粧截面3等分，分別進(jìn)行機(jī)械開槽，形成第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，在模型粧粧端底部用開口器開口，形成開孔，開孔與第二凹槽中間開槽，形成第四凹槽；
[0008](2)、分別在第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽內(nèi)底部放入一層植筋膠，先將光纖光柵傳感器植入在第一凹槽的1/2深度處，相鄰的光纖光柵傳感器之間用鎧裝光纜等間距150mm串聯(lián);再將采用鎧裝光纜等間距150mm串聯(lián)的硅壓阻式土壓力傳感器和采用屏蔽防水導(dǎo)線等間距150mm串聯(lián)的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器分別植入第二凹槽和第三凹槽內(nèi)，同時(shí)保證硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器接觸面與模型粧表面齊平;光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器距離模型粧頂部和底部均為50mm;串聯(lián)硅壓阻式土壓力傳感器的鎧裝光纜和串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導(dǎo)線均布設(shè)在相應(yīng)傳感器下面；
[0009](3)、在開孔內(nèi)放入硅壓阻式土壓力傳感器，且測(cè)頭朝下，保證硅壓阻式土壓力傳感器的接觸面與模型粧的粧端底部齊平，串聯(lián)硅壓阻式土壓力傳感器的鎧裝光纜通過第四凹槽進(jìn)入第二凹槽底部，以便鎧裝光纜出線;在模型粧粧端底部第三凹槽內(nèi)放入硅壓阻式孔隙水壓力傳感器，且測(cè)頭朝下，保證硅壓阻式孔隙水壓力傳感器接觸面與粧端底部齊平，串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導(dǎo)線進(jìn)入第三凹槽底部，以便屏蔽防水導(dǎo)線出線;第一凹槽、第二凹槽內(nèi)的鎧裝光纜和第三凹槽內(nèi)的屏蔽防水導(dǎo)線均在距離模型粧頂部30mm出線；
[0010](5 )、用植筋膠將第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽全部封裝，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽的封裝面與模型粧表面齊平，凹槽封裝面與模型粧粧端底部齊平，完成室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞯牟荚O(shè)。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)同時(shí)測(cè)試粧身內(nèi)力和粧土界面應(yīng)力的方法，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，高效快捷，節(jié)約成本，可在室內(nèi)模型試驗(yàn)測(cè)試粧身內(nèi)力和粧土界面應(yīng)力時(shí)廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
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[0012]圖1為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型涉及的凹槽、開孔模型粧的俯視結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型涉及的光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力計(jì)傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器模型粧的俯視結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0015]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]實(shí)施例:
[0017]本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)包括模型粧1、第一凹槽2、第二凹槽3、第三凹槽4、第四凹槽
5、開孔6、光纖光柵傳感器7、硅壓阻式土壓力傳感器8、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9、鎧裝光纜10和屏蔽防水導(dǎo)線11;模型粧I的外側(cè)壁上均勻開有豎向的第一凹槽2、第二凹槽3和第三凹槽4，第一凹槽2內(nèi)安裝有采用鎧裝光纜1串聯(lián)的光纖光柵傳感器7，第三凹槽3和第三凹槽4分別安裝有鎧裝光纜10串聯(lián)的硅壓阻式土壓力傳感器8和屏蔽防水導(dǎo)線11串聯(lián)的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9;模型粧I的底部開有開孔6，開孔6內(nèi)安裝有測(cè)頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器8，開孔6余第二凹槽3之間開有第四凹槽5，開孔內(nèi)的硅壓阻式土壓力傳感器8采用鎧裝光纜10通過第四凹槽5進(jìn)入第二凹槽3，并從模型粧I頂部引出；第三凹槽4內(nèi)底部的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9測(cè)頭朝下，串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9的屏蔽防水導(dǎo)線11通過第三凹槽4后從模型粧I頂部引出。
[0018]本實(shí)施例所述模型粧I采用POM實(shí)心圓棒，POM強(qiáng)度、剛度高，力學(xué)性能優(yōu)異，符合本裝置的測(cè)試要求；光纖光柵傳感器7采用微型光纖光柵應(yīng)變傳感器，直徑為Imm，長(zhǎng)度為10mm，第一凹槽2的深度為6mm，寬度為6mm;硅壓阻式土壓力傳感器8和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9均采用微型硅壓阻式壓力傳感器，自身封裝形式為將硅應(yīng)變片用玻璃粉直接燒結(jié)在金屬膜片上構(gòu)成燒結(jié)型壓力傳感器；硅壓阻式土壓力傳感器8的直徑為20mm，高度為1mm，鎧裝光纜10的直徑為3mm，第二凹槽3的深度為15mm，寬度為20mm，第四凹槽5的深度為5mm，寬度為3mm;娃壓阻式孔隙水壓力傳感器9的直徑為6mm，高度為15mm，屏蔽防水導(dǎo)線11的直徑為5mm，第三凹槽4的深度為20mm，寬度為6mm。
[0019]本實(shí)施例對(duì)室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)的具體過程為:
[0020](I)、將模型粧I截面3等分，分別進(jìn)行機(jī)械開槽，形成第一凹槽2、第二凹槽3和第三凹槽4，在模型粧I粧端底部用開口器開口，形成開孔6，開孔6與第二凹槽3中間開槽，形成第四凹槽5;
[0021](2)、分別在第一凹槽2、第二凹槽3和第三凹槽4內(nèi)底部放入一層植筋膠，先將光纖光柵傳感器7植入在第一凹槽2的1/2深度處，相鄰的光纖光柵傳感器7之間用鎧裝光纜10等間距150mm串聯(lián);再將采用鎧裝光纜10等間距150mm串聯(lián)的硅壓阻式土壓力傳感器8和采用屏蔽防水導(dǎo)線11等間距150mm串聯(lián)的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9分別植入第二凹槽3和第三凹槽4內(nèi)，同時(shí)保證硅壓阻式土壓力傳感器8和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9接觸面與模型粧I表面齊平;光纖光柵傳感器7、硅壓阻式土壓力傳感器8、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9距離模型粧I頂部和底部均為50mm;串聯(lián)硅壓阻式土壓力傳感器8的鎧裝光纜10和串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9的屏蔽防水導(dǎo)線11均布設(shè)在相應(yīng)傳感器下面；
[0022](3)、在開孔6內(nèi)放入硅壓阻式土壓力傳感器8，且測(cè)頭朝下，保證硅壓阻式土壓力傳感器8的接觸面與模型粧I的粧端底部齊平，串聯(lián)硅壓阻式土壓力傳感器8的鎧裝光纜10通過第四凹槽5進(jìn)入第二凹槽3底部，以便鎧裝光纜10出線;在模型粧I粧端底部第三凹槽4內(nèi)放入硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9，且測(cè)頭朝下，保證硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9接觸面與粧端底部齊平，串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9的屏蔽防水導(dǎo)線11進(jìn)入第三凹槽4底部，以便屏蔽防水導(dǎo)線11出線；第一凹槽2、第二凹槽3內(nèi)的鎧裝光纜10和第三凹槽4內(nèi)的屏蔽防水導(dǎo)線11均在距離模型粧I頂部30mm出線；
[0023](5)、用植筋膠將第一凹槽2、第二凹槽3、第三凹槽4和第四凹槽5全部封裝，第一凹槽2、第二凹槽3、第三凹槽4的封裝面與模型粧I表面齊平，凹槽5封裝面與模型粧I粧端底部齊平，完成室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞯牟荚O(shè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括模型粧、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、開孔、光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器、鎧裝光纜和屏蔽防水導(dǎo)線;模型粧的外側(cè)壁上均勻開有豎向的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽內(nèi)安裝有采用鎧裝光纜串聯(lián)的光纖光柵傳感器，第三凹槽和第三凹槽分別安裝有鎧裝光纜串聯(lián)的硅壓阻式土壓力傳感器和屏蔽防水導(dǎo)線串聯(lián)的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器;模型粧的底部開有開孔，開孔內(nèi)安裝有測(cè)頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器，開孔余第二凹槽之間開有第四凹槽，開孔內(nèi)的硅壓阻式土壓力傳感器采用鎧裝光纜通過第四凹槽進(jìn)入第二凹槽，并從模型粧頂部引出；第三凹槽內(nèi)底部的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器測(cè)頭朝下，串聯(lián)硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導(dǎo)線通過第三凹槽后從模型粧頂部引出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述室內(nèi)模型粧粧身光纖光柵和粧土界面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置，其特征在于所述光纖光柵傳感器采用微型光纖光柵應(yīng)變傳感器，直徑為1mm，長(zhǎng)度為10mm，第一凹槽的深度為6mm，寬度為6mm;硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器均采用微型硅壓阻式壓力傳感器，硅壓阻式土壓力傳感器的直徑為20mm，高度為10mm，鎧裝光纜的直徑為3mm，第二凹槽的深度為15mm，寬度為20mm，第四凹槽的深度為5mm，寬度為3mm;硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的直徑為6mm，高度為15mm，屏蔽防水導(dǎo)線的直徑為5mm，第三凹槽的深度為20mm，寬度為6mm。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK205530398SQ201620183815
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日
【發(fā)明人】張明義, 王永洪, 王鵬, 白曉宇, 高強(qiáng)
【申請(qǐng)人】青島理工大學(xué)