專利名稱：跨斷層埋地管線原位試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生命線工程防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種用于檢驗跨斷層埋地管線原位試驗中逆斷層作用的試驗裝置，具體地說是一種跨斷層埋地管線試驗方法。
背景技術(shù)：
埋地管線在現(xiàn)代化生產(chǎn)、生活中占有重要的位置，是重要的生命線工程。埋地管線的破壞，不僅本身經(jīng)濟(jì)損失巨大，而且會引發(fā)嚴(yán)重的次生災(zāi)害，對震后救災(zāi)、生產(chǎn)、生活和社會秩序等的恢復(fù)都會產(chǎn)生重大的影響。埋地管線系統(tǒng)是典型的線、網(wǎng)工程，不可避免地需穿越一些抗震不利或者危險的地域，跨越斷層就是埋地管線不得不面臨和需要解決的關(guān)鍵工程問題之一?？鐢鄬勇竦毓芫€受力性能及破壞機(jī)理需要可靠準(zhǔn)確的實際破壞數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)獲取最可靠、最直接的方法即實際地震觀測或者試驗，而試驗是實際工程應(yīng)用中最行之有效的方法。現(xiàn)國內(nèi)外關(guān)于跨斷層埋地管線試驗主要采用模型試驗方法進(jìn)行研究?，F(xiàn)行埋地管線模型試驗方法存在以下主要問題:①方法多采用土箱加載，等效簡化了管線的邊界約束條件；②方法多采用無接頭管材作為研究對象，忽略了實際管線接頭連接作用效應(yīng)；③試驗管材多為空載工作狀態(tài)；④模型試驗方法中由于模型的等效縮放，存在不可避免的實際尺寸效應(yīng)。現(xiàn)有試驗方法面臨很多問題，但關(guān)鍵問題是如何去使試驗?zāi)Ｐ团c地震破壞實際情況更加相符，并在此情形下對跨逆斷層埋地管線的受力性能及破壞機(jī)理進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有跨斷層埋地管線試驗方法的不足，提出一種考慮埋地管線實際接頭、在埋地管線里施加傳輸介質(zhì)且具有原位原型原狀特點(diǎn)的跨斷層埋地管線試驗方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:
一種跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述的試驗方法采用的步驟如下:
A、選定試驗場地并澆筑反力裝置，然后將水平運(yùn)動裝置和豎向運(yùn)動裝置架設(shè)在反力裝置內(nèi)，同時將位移計放置在水平運(yùn)動裝置和豎向運(yùn)動裝置內(nèi)的設(shè)定位置處；
B、在試驗管線上預(yù)貼電阻應(yīng)變片，并將帶有指針的套箍套置在試驗管線上；
C、將水平運(yùn)動裝置和豎向運(yùn)動裝置內(nèi)的壓力傳感器、電阻應(yīng)變片和位移計分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；
D、按照試驗地管線施工規(guī)范開挖管溝，將試驗管線的兩端部采用鋼法蘭進(jìn)行密封后外接用以輸入流通介質(zhì)的泵，另外在介質(zhì)入口端設(shè)置壓力表、介質(zhì)出口端設(shè)置閥門后將試驗管線放置在管溝內(nèi)，其中試驗管線的一端設(shè)置在水平運(yùn)動裝置上；
E、回填并分層夯實試驗管線上部的回填土，同時采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測伸出地表的位移指針的平面坐標(biāo)和豎向高程，然后在試驗區(qū)域內(nèi)預(yù)定的地表面土體開裂區(qū)按照一定間距布置量測地表變形的小木樁，并采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測小木樁的平面坐標(biāo)和豎向高程；
F、對儀器和加載系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試后將流通介質(zhì)輸入試驗管線內(nèi)以檢驗儀器設(shè)備能否正常運(yùn)行；
G、檢驗正常后進(jìn)行正式加載，試驗過程采用位移控制的方式進(jìn)行，每級加載后采集試驗數(shù)據(jù)，達(dá)到試驗管線的破壞標(biāo)準(zhǔn)后停止加載完成數(shù)據(jù)采集，最后對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后得出驗證結(jié)果。所述步驟A中的反力裝置包括一體澆筑成型的反力臺座、垂直設(shè)置在反力臺座上的水平反力墻和豎向反力墻；豎向運(yùn)動裝置包括加載托板、加載分配梁、垂直千斤頂和壓力傳感器，上下平行設(shè)置的加載分配梁和加載托板之間通過豎向設(shè)置的拉索固定相連，垂直千斤頂設(shè)置在豎向反力墻的頂部，垂直千斤頂通過其頂端設(shè)置的壓力傳感器和加載分配梁接觸相連對豎向運(yùn)動裝置進(jìn)行加載定位；水平運(yùn)動裝置包括加載推板、滑動裝置、水平千斤頂和壓力傳感器，滑動裝置的側(cè)壁焊接在加載推板的側(cè)壁上，水平設(shè)置的水平千斤頂設(shè)置在滑動裝置與水平反力墻之間且水平千斤頂通過其頂端設(shè)置的壓力傳感器與滑動裝置的側(cè)壁接觸相連對水平運(yùn)動裝置進(jìn)行加載定位。所述步驟A中的位移計分別與豎向運(yùn)動裝置中的垂直千斤頂和水平運(yùn)動裝置中的水平千斤頂平行設(shè)置。所述步驟A中的豎向反力墻和水平反力墻上皆設(shè)有分別用于放置垂直千斤頂和水平千斤頂?shù)念A(yù)埋鋼板。所述步驟A中反力臺座的底部設(shè)有用于抗滑移的基礎(chǔ)梁，所述的基礎(chǔ)梁與反力臺座、豎向反力墻和水平反力墻一體澆筑成型構(gòu)成反力裝置。所述步驟B中的電阻應(yīng)變片和套箍錯位設(shè)置在試驗管線上，電阻應(yīng)變片的外側(cè)設(shè)有防護(hù)層，套箍的指針豎直向上設(shè)置且指針外側(cè)設(shè)有保護(hù)套管。 所述步驟C中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)自動采集靜態(tài)應(yīng)變儀、四分之一橋路數(shù)據(jù)自動采集分析系統(tǒng)和人工數(shù)據(jù)采集儀，其中電阻應(yīng)變片連接至數(shù)據(jù)自動采集靜態(tài)應(yīng)變儀，水平位移計和壓力傳感器連接至四分之一橋路數(shù)據(jù)自動采集分析系統(tǒng)，豎向位移計連接至人工數(shù)據(jù)采集儀。所述步驟E中的回填土壓實率不得小于80%。所述步驟G中的位移控制以豎向位移作為試驗的控制位移，并且按照先施加水平位移再施加豎向位移的方式來完成每一級加載。所述步驟G中的實驗數(shù)據(jù)采集需在每級加載完成2-5分鐘后進(jìn)行，其中每級加載后小木樁和代表管線位移的指針的水平位移和豎向位移采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測量后利用差值法計算得出，試驗管線的破壞標(biāo)準(zhǔn)以豎向運(yùn)動裝置內(nèi)的垂直千斤頂達(dá)到極限量程為準(zhǔn)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提出了一種新的原位原型原狀的逆斷層位錯量施加方法，該加載方法方便、靈活，可多次重復(fù)應(yīng)用于相關(guān)試驗；且該試驗方法考慮試驗管線的負(fù)載狀態(tài)以及試驗管線接頭等實際存在因素的影響，更接近試驗管線的實際受力狀態(tài)，分析結(jié)果更為可靠有效。本發(fā)明通過水平運(yùn)動裝置和豎向運(yùn)動裝置的設(shè)置作為逆斷層發(fā)震基巖及土體遠(yuǎn)端邊界條件，垂直千斤頂和水平千斤頂實現(xiàn)了逆斷層的豎向位錯量和水平位錯量，并且內(nèi)有傳輸介質(zhì)的試驗管線符合埋地管線的實際埋設(shè)狀態(tài)，具有無預(yù)加斷縫，無土體邊界且斷裂真實的特點(diǎn)，可廣泛適用于跨逆斷層埋地管線受力性能及破壞機(jī)理的驗證試驗。


附圖1為本發(fā)明所采用的試驗裝置結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明所采用的反力裝置結(jié)構(gòu)示意 附圖3為本發(fā)明所采用水平運(yùn)動裝置的傳力機(jī)構(gòu)放置在加載托板上的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為本發(fā)明的試驗管線電阻應(yīng)變片布置情況示意 附圖5為本發(fā)明的試驗管線電阻應(yīng)變片布置情況截面 附圖6為本發(fā)明的試驗管線套箍布置情況示意 附圖7為本發(fā)明測量地表變形的小木樁布置情況示意圖。其中:1 一反力裝置；2—反力臺座；3—豎向反力墻；4一7jC平反力墻；5—7jC平運(yùn)動裝置；6—豎向運(yùn)動裝置；7—加載托板；8—拉索；9一加載分配梁；10—垂直千斤頂；11一加載推板；12—滑動裝置；13—水平千斤頂；14一試驗管線；15 —電阻應(yīng)變片；16—套箍；17—預(yù)埋鋼板；18—基礎(chǔ)梁。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1-7所示:一種跨斷層埋地管線原位試驗方法，該試驗方法采用的步驟如下:
A、選定試驗場地并澆筑反力裝置1，其中反力裝置I包括一體澆筑成型的反力臺座2、
豎向反力墻3、水平反力墻4和基礎(chǔ)梁19，其中豎向反力墻3和水平反力墻4亦可采用豎向反力架和水平反力架，兩個豎向反力墻3分別位于水平反力墻4的兩側(cè)且豎向反力墻3和水平反力墻4呈“匚”形垂直設(shè)置在反力臺座2的上表面上，基礎(chǔ)梁18位于反力臺座2的底部用于防止反力裝置I在使用過程中產(chǎn)生滑移，另外在豎向反力墻3的頂端和水平反力墻4的側(cè)壁上還分別埋設(shè)有預(yù)埋鋼板17，預(yù)埋鋼板17在反力裝置I 一體澆筑成型時埋設(shè)；然后將水平運(yùn)動裝置5和豎向運(yùn)動裝置6架設(shè)在反力裝置I內(nèi)作為逆斷層發(fā)震基巖及土體遠(yuǎn)端邊界條件，豎向運(yùn)動裝置6包括加載托板7、加載分配梁9、垂直千斤頂10和位移傳感器，上下平行設(shè)置的加載分配梁9和加載托板7之間通過豎向設(shè)置的拉索8固定相連且加載托板7、拉索8和加載分配梁9構(gòu)成豎向運(yùn)動裝置6的傳力機(jī)構(gòu)，垂直千斤頂10的底座設(shè)置在豎向反力墻3頂部預(yù)先埋設(shè)的預(yù)埋鋼板18上，垂直千斤頂10通過其頂端設(shè)置的壓力傳感器和加載分配梁9接觸相連對豎向運(yùn)動裝置6進(jìn)行加載定位以實現(xiàn)逆斷層的豎向位錯量；水平運(yùn)動裝置5包括加載推板11、滑動裝置12、水平千斤頂13和位移傳感器，其中加載推板11、滑動裝置12構(gòu)成水平運(yùn)動裝置5的傳力機(jī)構(gòu)，滑動裝置12的側(cè)壁焊接在加載推板11的側(cè)壁上，其中水平設(shè)置的水平千斤頂13設(shè)置在滑動裝置12與水平反力墻4之間，水平千斤頂16的底座放置在水平反力墻4的側(cè)壁上預(yù)先埋設(shè)的預(yù)埋鋼板18上并通過其頂端設(shè)置的壓力傳感器與滑動裝置12的側(cè)壁接觸相連對水平運(yùn)動裝置5進(jìn)行加載定位以實現(xiàn)逆斷層的水平位錯量；另外將位移計放置在水平運(yùn)動裝置5和豎向運(yùn)動裝置6內(nèi)的設(shè)定位置處，且其中的水平位移計和水平運(yùn)動裝置5中的水平千斤頂13平行設(shè)置，豎直位移計和豎向運(yùn)動裝置6中的垂直千斤頂10平行設(shè)置，上述試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-3所示； B、通過電熱熔焊接的方法連接試驗管線14，其中圖4中的T表示熱熔接頭、P表示量測截面，然后將電阻應(yīng)變片15和套箍16錯位設(shè)置在試驗管線14上，其中試驗管線14的每一量測截面P上布置四個測點(diǎn)，即每一量測截面P上貼有四個電阻應(yīng)變片15，圖5中的黑色區(qū)域即代表同一截面P上四個電阻應(yīng)變片15的位置分布，電阻應(yīng)變片15的外側(cè)設(shè)有防護(hù)層對其進(jìn)行防碰撞、防潮包裹處理，另外套箍16的安裝結(jié)構(gòu)如圖6所示，套箍16由上下兩片通過螺栓相連后構(gòu)成整體，套箍16上的指針位于上片上并豎直向上設(shè)置且指針的外側(cè)設(shè)有保護(hù)套管以防止指針受到周圍土體的擠壓而產(chǎn)生變形；
C、分別通過導(dǎo)線將電阻應(yīng)變片15連接至數(shù)據(jù)自動采集靜態(tài)應(yīng)變儀、水平位移計和壓力傳感器連接至四分之一橋路數(shù)據(jù)自動采集分析系統(tǒng)、豎向位移計連接至人工數(shù)據(jù)采集儀；
D、按照試驗地管線施工規(guī)范開挖管溝，將試驗管線14的兩端部采用鋼法蘭進(jìn)行密封后外接用以輸入流通介質(zhì)的泵，另外在介質(zhì)入口端設(shè)置壓力表、介質(zhì)出口端設(shè)置閥門后將試驗管線14放置在管溝內(nèi)，其中試驗管線14的一端設(shè)置在水平運(yùn)動裝置5上以得到逆斷層的試驗效果；
E、回填并分層夯實試驗管線14上部的回填土，且回填過程中穩(wěn)定套管位置以使得套箍16上的指針盡量位于套管的圓心位置，同時要求回填土的壓實率不得小于80%，另外采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測伸出地表的位移指針的平面坐標(biāo)和豎向高程，然后在試驗區(qū)域內(nèi)預(yù)定的地表面土體開裂區(qū)按照一定間距布置量測地表變形的小木樁，圖7所示的軸線相交位置處的小框架即表示小木樁的位置，同時采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測小木樁的平面坐標(biāo)和豎向高程；
F、對儀器和加載系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試后將流通介質(zhì)輸入試驗管線14內(nèi)以檢驗儀器設(shè)備能否正常運(yùn)行；
G、檢驗正常后進(jìn)行正式加載，試驗過程采用位移控制的方式進(jìn)行，且位移控制以豎向位移作為試驗的控制位移，同時按照先施加水平位移再施加豎向位移的方式來完成每一級加載，每級加載完成2-5分鐘后采集試驗數(shù)據(jù)，其中每級加載后小木樁和代表管線位移的指針的水平位移和豎向位移采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測量后利用差值法計算得出，達(dá)到試驗管線14的破壞標(biāo)準(zhǔn)后即停止加載完成數(shù)據(jù)采集，試驗管線14的破壞標(biāo)準(zhǔn)以豎向運(yùn)動裝置6內(nèi)的垂直千斤頂10達(dá)到極限量程為準(zhǔn)，最后對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后得出驗證結(jié)果。下面通過實施例對本發(fā)明的原位試驗方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明。本實施例選定的試驗場地在南京，并采用模擬南京市城市供水管網(wǎng)來進(jìn)行試驗驗證。該試驗的具體步驟如下:
A、選定試驗場地并澆筑反力裝置I，然后將水平運(yùn)動裝置5和豎向運(yùn)動裝置6架設(shè)在反力裝置I內(nèi)，同時將位移計放置在水平運(yùn)動裝置5和豎向運(yùn)動裝置6內(nèi)的設(shè)定位置處；
B、試驗管選用南京市城市供水常用的聚乙烯管，通過電熱熔焊接的方法連接試驗管線14，然后將電阻應(yīng)變片15和套箍16錯位設(shè)置在試驗管線14上，其中試驗管線14的每一量測截面P上布置四個測點(diǎn)，即每一量測截面P上貼有四個電阻應(yīng)變片15，電阻應(yīng)變片15的外側(cè)設(shè)有防護(hù)層對其進(jìn)行防碰撞、防潮包裹處理，考慮到斷層作用下試驗管線的實際受力情況，在斷層引起的土體破裂帶附近沿試驗管線長度方向電阻應(yīng)變片15布置截面的間距取為500mm，遠(yuǎn)離斷層區(qū)域則沿試驗管線長度方向電阻應(yīng)變片15布置截面的間距增大至1000mm，同時考慮到熱熔接頭T的初裝應(yīng)力效應(yīng)，熱熔接頭T左右兩側(cè)的電阻應(yīng)變片15布置截面的間距取為500 mm，另外套箍16的指針豎直向上設(shè)置且在指針的外側(cè)設(shè)有直徑為500_、長度為1000_的PVC保護(hù)套管以防止指針受到周圍土體的擠壓而產(chǎn)生變形；
C、分別通過導(dǎo)線將電阻應(yīng)變片15分別連接至一臺60接口和兩臺20接口的數(shù)據(jù)自動采集靜態(tài)應(yīng)變儀、水平位移計和壓力傳感器連接至四分之一橋路數(shù)據(jù)自動采集分析系統(tǒng)、豎向位移計連接至人工數(shù)據(jù)采集儀；
D、根據(jù)南京市供水用HDPE管施工規(guī)范開挖管溝，管溝采用人工直臂開挖，溝底至地表距離取為1200_，接著將試驗管線14的兩端部采用鋼法蘭進(jìn)行密封后外接加水泵，另外在入水口設(shè)置壓力表、出水口設(shè)置閥門以便試驗中可以隨時觀測水壓變化，溝底回填平整之后現(xiàn)場吊裝就位試驗管線14，其中試驗管線14的一端設(shè)置在水平運(yùn)動裝置5上以得到逆斷層的試驗效果；
E、回填并分層夯實試驗管線14上部的回填土，且回填過程中穩(wěn)定套管位置以使得套箍16上的指針盡量位于套管的圓心位置，同時要求回填土的壓實率不得小于80%，另外采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測伸出地表的位移指針的平面坐標(biāo)和豎向高程，然后在試驗區(qū)域內(nèi)預(yù)定的地表面土體開裂區(qū)按照一定間距布置量測地表變形的小木樁，同時采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測小木樁的平面坐標(biāo)和豎向高程；
F、對儀器和加載系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試后，通過水泵將水輸入試驗管線14內(nèi)以檢驗儀器設(shè)備能否正常運(yùn)行，其中供水水壓大小為施工現(xiàn)場放入生活用水標(biāo)準(zhǔn)水壓；
G、檢驗正常后進(jìn)行正式加載，試驗過程采用位移控制的方式進(jìn)行，共分8級進(jìn)行加載，加載步驟如表一所示，且位移控制以豎向位移作為試驗的控制位移，同時按照先施加水平位移再施加豎向位移的方式來完成每一級加載，每級加載完成3分鐘后采集試驗數(shù)據(jù)，其中每級加載后小木樁和代表管線位移的指針的水平位移和豎向位移采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測量后利用差值法計算得出，達(dá)到試驗管線14的破壞標(biāo)準(zhǔn)后即停止加載完成數(shù)據(jù)采集，試驗管線14的破壞標(biāo)準(zhǔn)以豎向運(yùn)動裝置6內(nèi)的垂直千斤頂10達(dá)到極限量程為準(zhǔn)，最后對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后得出驗證結(jié)果。驗證結(jié)果顯示，該試驗方法成功地對服役狀態(tài)下跨逆斷層城市供水聚乙烯管進(jìn)行了試驗研究，對跨逆斷層埋地管線的受力性能及破壞機(jī)理進(jìn)行了試驗驗證。
權(quán)利要求
1.一種跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述的原位試驗方法采用的步驟如下: A、選定試驗場地并澆筑反力裝置(1)，然后將水平運(yùn)動裝置(5)和豎向運(yùn)動裝置(6)架設(shè)在反力裝置(I)內(nèi)，同時將位移計放置在水平運(yùn)動裝置(5 )和豎向運(yùn)動裝置(6 )內(nèi)的設(shè)定位置處； B、在試驗管線(14)上預(yù)貼電阻應(yīng)變片(15)，并將帶有指針的套箍(16)套置在試驗管線上； C、將水平運(yùn)動裝置(5)和豎向運(yùn)動裝置(6)內(nèi)的壓力傳感器、電阻應(yīng)變片(15)和位移計分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連； D、按照試驗地管線施工規(guī)范開挖管溝，將試驗管線(14)的兩端部采用鋼法蘭進(jìn)行密封后外接用以輸入流通介質(zhì)的泵，另外在介質(zhì)入口端設(shè)置壓力表、介質(zhì)出口端設(shè)置閥門后將試驗管線(14)放置在管溝內(nèi)，其中試驗管線(14)的一端設(shè)置在水平運(yùn)動裝置(5)上； E、回填并分層夯實試驗管線(14)上部的回填土，同時采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測伸出地表的位移指針的平面坐標(biāo)和豎向高程，然后在試驗區(qū)域內(nèi)預(yù)定的地表面土體開裂區(qū)按照一定間距布置量測地表變形的小木樁，并采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀相結(jié)合的方法量測小木樁的平面坐標(biāo)和豎向高程； F、對儀器和加載系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試后將流通介質(zhì)輸入試驗管線(14)內(nèi)以檢驗儀器設(shè)備能否正常運(yùn)行； G、檢驗正常后進(jìn)行正式加載，試驗過程采用位移控制的方式進(jìn)行，每級加載后采集試驗數(shù)據(jù)，達(dá)到試驗管線(14)的破壞標(biāo)準(zhǔn)后停止加載完成數(shù)據(jù)采集，最后對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后得出驗證結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟A中的反力裝置(I)包括一體澆筑成型的反力臺座(2)、垂直設(shè)置在反力臺座(2)上的水平反力墻(3)和豎向反力墻(4);豎向運(yùn)動裝置(6)包括加載托板(7)、加載分配梁(9)、垂直千斤頂(10)和壓力傳感器，上下平行設(shè)置的加載分配梁(9)和加載托板(7)之間通過豎向設(shè)置的拉索(8)固定相連，垂直千斤頂(10)設(shè)置在豎向反力墻(3)的頂部，垂直千斤頂(10)通過其頂端設(shè)置的壓力傳感器和加載分配梁(9)接觸相連對豎向運(yùn)動裝置(6)進(jìn)行加載定位；水平運(yùn)動裝置(5)包括加載推板(11)、滑動裝置(12)、水平千斤頂(13)和壓力傳感器，滑動裝置(12)的側(cè)壁焊接在加載推板(11)的側(cè)壁上，水平設(shè)置的水平千斤頂(13)設(shè)置在滑動裝置(12)與水平反力墻(4)之間且水平千斤頂(13)通過其頂端設(shè)置的壓力傳感器與滑動裝置(12)的側(cè)壁接觸相連對水平運(yùn)動裝置(5)進(jìn)行加載定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟A中的位移計分別與豎向運(yùn)動裝置(6)中的垂直千斤頂(10)和水平運(yùn)動裝置(5)中的水平千斤頂(13)平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟A中的豎向反力墻(3)和水平反力墻(4)上皆設(shè)有分別用于放置垂直千斤頂(10)和水平千斤頂(13)的預(yù)埋鋼板(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟A中反力臺座(2)的底部設(shè)有用于抗滑移的基礎(chǔ)梁(18)，所述的基礎(chǔ)梁(18)與反力臺座(2)、豎向反力墻(3)和水平反力墻(4) 一體澆筑成型構(gòu)成反力裝置(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟B中的電阻應(yīng)變片(15)和套箍(16)錯位設(shè)置在試驗管線(14)上，電阻應(yīng)變片(15)的外側(cè)設(shè)有防護(hù)層，套箍(16)的指針豎直向上設(shè)置且指針外側(cè)設(shè)有保護(hù)套管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟C中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)自動采集靜態(tài)應(yīng)變儀、四分之一橋路數(shù)據(jù)自動采集分析系統(tǒng)和人工數(shù)據(jù)采集儀，其中電阻應(yīng)變片(15)連接至數(shù)據(jù)自動采集靜態(tài)應(yīng)變儀，水平位移計和壓力傳感器連接至四分之一橋路數(shù)據(jù)自動采集分析系統(tǒng)，豎向位移計連接至人工數(shù)據(jù)采集儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟E中的回填土壓實率不得小于80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟G中的位移控制以豎向位移作為試驗的控制位移，并且按照先施加水平位移再施加豎向位移的方式來完成每一級加載。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨斷層埋地管線原位試驗方法，其特征在于所述步驟G中的實驗數(shù)據(jù)采集需在每級加載完成2-5分鐘后進(jìn)行，其中每級加載后小木樁和代表管線位移的指針的水平位移和豎向位移采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測量后利用差值法計算得出，試驗管線(14)的破壞標(biāo)準(zhǔn)以豎向運(yùn)動裝`置(6)內(nèi)的垂直千斤頂(10)達(dá)到極限量程為準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種跨斷層埋地管線原位試驗方法，該試驗方法步驟如下A、選定試驗場地澆筑反力裝置(1)并安裝水平運(yùn)動裝置(5)、豎向運(yùn)動裝置(6)和位移計；B、安裝試驗設(shè)備在試驗管線(14)上；C、將數(shù)據(jù)采集設(shè)備與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；D、對試驗管線(14)進(jìn)行處理后放入挖好的管溝內(nèi)并固定在水平運(yùn)動裝置(5)上；E、分層夯實回填土并量測位移指針和小木樁的平面坐標(biāo)和豎向高程；F、預(yù)加載并調(diào)試設(shè)備；G、正式加載采集試驗數(shù)據(jù)，最后對數(shù)據(jù)整理分析后得出驗證結(jié)果。本發(fā)明提出了新的原位原型原狀的逆斷層位錯量施加方法，該方法考慮試驗管線接頭、負(fù)載狀態(tài)等因素的影響，更符合埋地管線的實際受力狀態(tài)，分析結(jié)果更為可靠有效。
文檔編號G01M99/00GK103105308SQ20131002264
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者李鴻晶, 薛娜, 劉愛文, 周正華, 趙雷, 李秀菊 申請人:南京工業(yè)大學(xué)