一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，它包括容土裝置、加壓裝置和百分表，所述容土裝置設(shè)置在加壓裝置的固定槽內(nèi)，百分表與容土裝置固定連接。其中：所述容土裝置包括一個(gè)容器A、多個(gè)容器B、固定環(huán)和固定螺絲；所述容器A為有底面和無(wú)頂面的圓柱形容器；所述容器B為無(wú)底面和無(wú)頂面的圓柱形容器。所述加壓裝置包括底座、電動(dòng)機(jī)、數(shù)控液壓桿、設(shè)有圓柱形壓塊的頂板、壓力傳感器、數(shù)據(jù)線以及可精確控制施加壓力大小的智能控制器；所述智能控制器包括帶有測(cè)力數(shù)據(jù)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)和顯示器的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。本實(shí)用新型能夠簡(jiǎn)便而又精確地測(cè)試小型室內(nèi)模擬土體分層變形狀況，并在其定位精度等方面給出測(cè)量標(biāo)定方法和綜合評(píng)價(jià)方法。
【專利說(shuō)明】
一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于地面變形監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)已經(jīng)有50多個(gè)城市發(fā)生地面沉降災(zāi)害，占世界之最，我國(guó)地面沉降監(jiān)測(cè)以長(zhǎng)江三角洲、華北平原和汾渭盆地作為重點(diǎn)區(qū)域。目前工程上對(duì)豎向分層位移的監(jiān)測(cè)，主要通過(guò)位移計(jì)或埋設(shè)光纖進(jìn)行量測(cè)。傳統(tǒng)的位移計(jì)等點(diǎn)式監(jiān)測(cè)設(shè)備，采用電阻式、電感式、電容式、壓電式等傳感器，易受雷擊等電磁干擾大，故障概率高。而利用光纖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)于光纖的性能要求高，這種監(jiān)測(cè)技術(shù)的工程量較大，監(jiān)測(cè)周期較長(zhǎng)，且如何對(duì)其精度和工程實(shí)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)目前還是空白。而且這些技術(shù)都無(wú)法滿足精確控制測(cè)量某一層地層的變形量或改變某幾層不同地層的變形量。中國(guó)專利申請(qǐng)201420406826.3公開(kāi)的一種“地面沉降分層原位監(jiān)測(cè)裝置”，它雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)地面沉降的分層、自動(dòng)監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù)，但還是存在以下不足:一是無(wú)線信號(hào)在傳輸過(guò)程中容易受到外界因素的干擾;電渦流傳感器的靈敏度問(wèn)題，容易造成數(shù)據(jù)不精確;二是需要不斷提升探頭并人工判斷是否分層，工作量大，操作過(guò)程復(fù)雜。中國(guó)專利申請(qǐng)201520553274.3公開(kāi)的一種“監(jiān)測(cè)土體分層沉降布置結(jié)構(gòu)”，可以反應(yīng)出頂管施工時(shí)引起的分層沉降，但是只能反應(yīng)認(rèn)為規(guī)定土層之間的沉降情況，不能將實(shí)際地層的分層沉降變現(xiàn)出來(lái)。
[0003]綜上所述，探索一種集性能可靠、智能化程度高、觀測(cè)精度高、數(shù)據(jù)量充足、使用簡(jiǎn)便和成本可控等為一體的新型土體分層變形監(jiān)測(cè)的測(cè)試裝置，是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足而提供一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，本實(shí)用新型能夠以簡(jiǎn)便而又精確地測(cè)試小型室內(nèi)模擬土體分層變形狀況，以便在其定位精度、工程實(shí)用性等多方面給出測(cè)量標(biāo)定方法和評(píng)價(jià)方法。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，包括容土裝置、加壓裝置和百分表，所述容土裝置設(shè)置在加壓裝置的固定槽內(nèi)，百分表與容土裝置固定連接。其中:所述容土裝置包括一個(gè)容器A、多個(gè)容器B、固定環(huán)和固定螺絲;所述容器A為有底面和無(wú)頂面的圓柱形容器;所述容器B為無(wú)底面和無(wú)頂面的圓柱形容器。所述加壓裝置包括底座、電動(dòng)機(jī)、數(shù)控液壓桿、設(shè)有圓柱形壓塊的頂板、壓力傳感器、數(shù)據(jù)線、電源線以及可精確控制施加壓力大小的智能控制器;所述智能控制器包括帶有測(cè)力數(shù)據(jù)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)和顯示器的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。所述固定環(huán)為Ω形的半圓形圓環(huán)，所述Ω形的內(nèi)壁中間向外凸出、Ω形直徑向的一端為設(shè)有螺絲孔的短長(zhǎng)方體、Ω形直徑向的另一端為設(shè)有固定半圓形圓環(huán)螺絲孔的長(zhǎng)長(zhǎng)方體。所述加壓裝置的底座上設(shè)有圓形固定槽。所述圓柱形壓塊上設(shè)有用于固定百分表的固定孔。所述百分表的頂部為設(shè)有凹槽的圓柱體。
[0006]本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)原理是:本實(shí)用新型在使用時(shí)裝填土樣于容土裝置圓柱形容器中，土中埋入光纖等檢測(cè)裝置，在工業(yè)計(jì)算機(jī)上設(shè)置數(shù)控液壓桿上需要施加壓力的大小，以便開(kāi)啟右側(cè)儀器，通過(guò)加壓裝置的數(shù)控液壓桿連動(dòng)頂板上的圓柱形壓塊向容器裝置施加壓力，將容器中土體壓縮，觀察檢測(cè)裝置做出的反應(yīng);依據(jù)百分表的讀數(shù)，監(jiān)測(cè)測(cè)試裝置的精度與靈敏度；以增加容器B的數(shù)量與種類來(lái)控制監(jiān)測(cè)測(cè)試裝置的監(jiān)測(cè)范圍；根據(jù)監(jiān)測(cè)測(cè)試裝置所得參數(shù)與實(shí)際參數(shù)或本領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，分析評(píng)價(jià)該監(jiān)測(cè)測(cè)試裝置的工程實(shí)用性。
[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
[0008]一是本實(shí)用新型能夠以簡(jiǎn)便而又精確地測(cè)試小型室內(nèi)模擬土體分層變形狀況，填補(bǔ)了本領(lǐng)域現(xiàn)有土體分層變形檢測(cè)裝置的空白。
[0009]二是本實(shí)用新型通過(guò)加壓裝置控制施力大小，模擬不同受力情況下的土體分層變形狀況;通過(guò)改變?nèi)萜鞯臄?shù)量和種類，測(cè)定某一特定位置的土體變形狀況，同時(shí)模擬不同數(shù)量不同部位的土體分層變形狀況;并在其定位精度、工程實(shí)用性等多方面給出測(cè)量標(biāo)定方法和評(píng)價(jià)方法，具有顯著的優(yōu)越性。
[0010]三是本實(shí)用新型提出的用于土體分層變形監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置、測(cè)量標(biāo)定方法和評(píng)價(jià)方法是完整的一體化的監(jiān)測(cè)測(cè)試系統(tǒng)，使用簡(jiǎn)便、快速，測(cè)試精確、可靠，既節(jié)約了人力成本，又節(jié)約了時(shí)間成本。適用于替代本領(lǐng)域的現(xiàn)有產(chǎn)品。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型提出的單個(gè)容器A的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型提出的單個(gè)容器B的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型提出的加壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5包括圖5-1和圖5-2，是本實(shí)用新型提出的單個(gè)固定環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6是本實(shí)用新型提出的百分表的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖7是本實(shí)用新型提出的插銷的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]結(jié)合圖1、圖2和圖3，本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，它包括容土裝置、加壓裝置和百分表(I)，所述容土裝置設(shè)置在加壓裝置的固定槽內(nèi)，百分表(I)與容土裝置固定連接。
[0020]本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置的進(jìn)一步優(yōu)選方案是:
[0021]所述容土裝置包括一個(gè)容器A(2)、多個(gè)容器B(3)、固定環(huán)(4)和固定螺絲(5);所述容器A(2)為有底面和無(wú)頂面的圓柱形容器，如圖2所示;所述容器B(3)為無(wú)底面和無(wú)頂面的圓柱形容器，如圖3所示。
[0022]結(jié)合圖1和圖4，所述加壓裝置包括底座(6)、電動(dòng)機(jī)(16)、數(shù)控液壓桿(7)、設(shè)有圓柱形壓塊(12)的頂板(8)、壓力傳感器(9)、數(shù)據(jù)線(13)、電源線(17)以及可精確控制施加壓力大小的智能控制器;所述智能控制器包括帶有測(cè)力數(shù)據(jù)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)(10)和顯示器
(11)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
[0023]結(jié)合圖5和圖7，圖5包括圖5-1和圖5-2，其中:圖5-1是固定環(huán)(4)的俯視圖，圖5-2是固定環(huán)(4)內(nèi)壁的示意圖；所述固定環(huán)(4)為Ω形的半圓形圓環(huán)，所述Ω形的內(nèi)壁中間向外凸出、Ω形直徑向的一端為設(shè)有螺絲孔的短長(zhǎng)方體、Ω形直徑向的另一端為設(shè)有固定半圓形圓環(huán)螺絲孔的長(zhǎng)長(zhǎng)方體，長(zhǎng)長(zhǎng)方體上設(shè)有固定百分表(I)或插銷(18)的半圓孔(20)。
[0024]所述加壓裝置的底座(6)上設(shè)有圓形固定槽(19)。
[0025]結(jié)合圖6，所述圓柱形壓塊(12)上設(shè)有用于固定百分表(I)的固定孔(14);所述百分表(I)的頂部設(shè)有凹槽的圓柱體(15)。
[0026]實(shí)施例1。本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置的主要部件設(shè)計(jì)參數(shù)和要求公開(kāi)如下:
[0027]本實(shí)用新型所述的容器A(2)和容器B(3)材質(zhì)為波紋管;容器A的頂部、容器B的頂部和底部均向內(nèi)收縮2?3mm;容器A(2)的高度為10cm、容器B(3)的高度分別為10cm、20cm、50cm，便于組合任意高度的土層，容器A( 2)和容器B( 3)的直徑均為30?40cmo
[0028]百分表(I)的量程為250mm、精度0.0lmm;根據(jù)需要也可在容土裝置上固定連接多個(gè)分別與容器B匹配的百分表(I)。
[0029]電動(dòng)機(jī)(16)為三相異步電動(dòng)機(jī)、額定電壓為380V、額定頻率為50Hz。
[0030]數(shù)控液壓桿(7)為電動(dòng)推桿，可控制性強(qiáng)，可施加1KN的荷載，行程為I OOOmm。
[0031]頂板(8)、圓柱形壓塊(12)優(yōu)選不銹鋼材料。
[0032]固定環(huán)(4)優(yōu)選不銹鋼材料。
[0033]壓力傳感器為壓電式壓力傳感器。
[0034]實(shí)施例2。本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置的測(cè)量標(biāo)定方法，以光纖監(jiān)測(cè)為例，包括如下基本步驟:
[0035]步驟I，組裝測(cè)試裝置:先將底座(6)水平放置，將數(shù)控液壓桿(7)固定在底座(6)上;將容土裝置的容器A( 2)放置在底座(6)上部的固定槽(19)內(nèi)，再將容器B(3)按順序從下向上通過(guò)固定環(huán)(4)依次固定連接;最后將設(shè)有圓柱形壓塊(12)的頂板(8)與數(shù)控液壓桿
(7)固定連接，壓力傳感器(9)安裝在頂板(8)上;將百分表(I)固定在加壓裝置的固定環(huán)(4)的半圓孔(20)內(nèi)；將可精確控制施力大小的智能控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線(13)與數(shù)控液壓桿(7)連接；
[0036]步驟2，檢查裝置狀態(tài):底盤(pán)(6)保持水平;容器A與容器B之間穩(wěn)固連接;數(shù)控液壓桿(7)與數(shù)據(jù)線(13)可靠連接；電源線(17)正常通電；電動(dòng)機(jī)(16)正常工作;帶有測(cè)力數(shù)據(jù)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)(10)和顯示器(11)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；
[0037]步驟3，安放測(cè)試土樣與檢測(cè)裝置:將測(cè)試土樣填入容器A(2)和容器B(3)中，再將光纖埋入容器A(2)和容器B(3)的土樣中，光纖兩端連接工業(yè)計(jì)算機(jī)(10)，觀察顯示屏(11)上應(yīng)力應(yīng)變圖像至平穩(wěn);調(diào)整數(shù)控液壓桿(7)的長(zhǎng)短，使設(shè)有圓柱形壓塊(12)的頂板(8)剛好接觸到容器B( 3)的頂部，將各個(gè)百分表(I)調(diào)零；
[0038]步驟4，測(cè)試試驗(yàn):在工業(yè)計(jì)算機(jī)(10)設(shè)置施力大小，按下啟動(dòng)器按鈕，將土樣緩緩壓縮，觀察顯示屏(11)上應(yīng)力應(yīng)變圖像發(fā)生變化和此時(shí)百分表(I)讀數(shù)變化的狀況;如果圖像未發(fā)生變化，將施加的壓力加大，直至出現(xiàn)變化，按照上述步驟記錄;再將容器B(3)添加到容器A(2)的頂端上，按下啟動(dòng)器按鈕，將土體緩緩壓縮觀察顯示屏(11)上應(yīng)力應(yīng)變圖像發(fā)生變化和此時(shí)百分表讀數(shù)變化的狀況;不斷增加容器B( 3)的數(shù)量或改變?nèi)萜鰾( 3)的種類，重復(fù)上述試驗(yàn)；
[0039]步驟5，穩(wěn)定性評(píng)價(jià):測(cè)試完后，整理數(shù)據(jù)，觀察該種技術(shù)或儀器在土體變形后是否有相應(yīng)反應(yīng)，評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)范圍；根據(jù)顯示屏(11)上應(yīng)力應(yīng)變圖像發(fā)生變化時(shí)的移動(dòng)距離評(píng)價(jià)靈敏度與精度;或者將本領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)接口拷貝入工業(yè)計(jì)算機(jī)(10)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析評(píng)價(jià)。
[0040]實(shí)施例3。本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置的測(cè)量標(biāo)定方法的評(píng)價(jià)方法，包括如下基本評(píng)價(jià)內(nèi)容:
[0041 ]評(píng)價(jià)I，定位準(zhǔn)確性:28-30分的，離散程度幾乎沒(méi)有；25-27分的，離散程度較??；18-24分的，離散程度小;不合格的，離散程度較大；
[0042]評(píng)價(jià)2，精度:28-30分的，測(cè)量誤差彡0.1% ;25-27分的，測(cè)量誤差彡0.5%; 18-24分的，測(cè)量誤差< I % ;不合格的，測(cè)量誤差>1% ;
[0043]評(píng)價(jià)3，反應(yīng)時(shí)差:19-20分的，反應(yīng)誤差彡0.05s; 17-18分的，反應(yīng)誤差彡0.1s; 12-16的，反應(yīng)誤差<2s;不合格的，反應(yīng)誤差>2s;
[0044]評(píng)價(jià)4，特異性:9-10分的，適用于所有土樣;7-8分的，只適用于砂性土和粘性土; 6分的，只適用于砂性土或粘性土；
[0045]評(píng)價(jià)5，溫度影響:9-10分的，幾乎不受影響；7-8分的，受影響較小;6分的，受影響小;不合格的，受影響較大；
[0046]根據(jù)以上基本評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行綜合打分并得到分?jǐn)?shù)總和，若:
[0047]1、分?jǐn)?shù)在95-100分之間，則監(jiān)測(cè)方法或技術(shù)適用于工程；
[0048]2、分?jǐn)?shù)在90-95分之間，則監(jiān)測(cè)方法或技術(shù)需要部分修改；
[0049]3、分?jǐn)?shù)在80-90分之間，則監(jiān)測(cè)方法或技術(shù)需要修改監(jiān)測(cè)原理；
[0050]4、分?jǐn)?shù)低于80分，則監(jiān)測(cè)方法或技術(shù)不適用。
[0051 ]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中凡未涉到的說(shuō)明屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)，可參考公知技術(shù)加以實(shí)施。
[0052]本實(shí)用新型經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了滿意的應(yīng)用效果。
[0053]以上【具體實(shí)施方式】及實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型提出的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置技術(shù)思想的具體支持，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在本技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何等同變化或等效的改動(dòng)，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，包括容土裝置、加壓裝置和百分表(I)，所述容土裝置設(shè)置在加壓裝置的固定槽(19)內(nèi)，百分表(I)與容土裝置固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，所述容土裝置包括一個(gè)容器A(2)、多個(gè)容器B(3)、固定環(huán)(4)和固定螺絲(5);所述容器A(2)為有底面和無(wú)頂面的圓柱形容器;所述容器B(3)為無(wú)底面和無(wú)頂面的圓柱形容器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，所述加壓裝置包括底座(6)、電動(dòng)機(jī)(16)、數(shù)控液壓桿(7)、設(shè)有圓柱形壓塊(12)的頂板(8)、壓力傳感器(9)、數(shù)據(jù)線(13)、電源線(17)以及可精確控制施加壓力大小的智能控制器;所述智能控制器包括帶有測(cè)力數(shù)據(jù)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)(10)和顯示器(11)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，所述固定環(huán)(4)為Ω形的半圓形圓環(huán)，所述Ω形的內(nèi)壁中間向外凸出、Ω形直徑向的一端為設(shè)有螺絲孔的短長(zhǎng)方體、Ω形直徑向的另一端為設(shè)有固定半圓形圓環(huán)螺絲孔的長(zhǎng)長(zhǎng)方體，長(zhǎng)長(zhǎng)方體上設(shè)有固定百分表(I)或插銷(18)的半圓孔(20)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，所述加壓裝置的底座(6)上設(shè)有圓形固定槽(19)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，所述圓柱形壓塊(12)上設(shè)有用于固定百分表(I)的固定孔(14)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于土體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能測(cè)試裝置，其特征在于，所述百分表(I)的頂部設(shè)有凹槽的圓柱體(15)。
【文檔編號(hào)】G01B5/30GK205664774SQ201620262679
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】龔緒龍, 于軍, 盧毅, 張巖, 蔡田露, 梅芹芹, 王光亞, 李偉
【申請(qǐng)人】江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院