[实用新型]黄土场地浸水条件下土体内部应力变化监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于工程监测技术领域，具体涉及一种土体内部应力监测系统，特别是一种黄土场地浸水条件下土体内部应力监测系统。本实用新型用于地表大面积浸水条件下黄土体内部应力强度及应力分布状态的快速、连续、准确监测。

背景技术

黄土由于其特殊的形成时代和形成环境，导致了其具有大孔隙性进而导致了其具有强烈的水敏性，而黄土水敏性最突出的表现形式就是湿陷。随着国家经济的持续快速发展以及政策倾斜，我国中西部地区的建设速度和规模日渐加大，导致黄土区各大城市用地日趋紧张，新建的工业与民用建筑呈现逐渐由低阶地转向高阶地发展态势，随之而来的大厚度自重湿陷性黄土地基的勘察、评价以及处理问题成为了黄土地区工程技术人员所面临的首要难题。《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004)中对于黄土湿陷性场地得评价体系是以沉降量为导向，强调最终结果而不是很重视过程，这种评价体系在相当长的时间里指导了大量的建设，成效显著。但是，我们必须认识到，随着工程建设规模加大,“长、大、高”的重要工程越来越多，很多工程事故表明黄土的湿陷敏感性与最终湿陷量同样决定着工程的安全。另外，发明人还注意到：湿陷导致地面沉降的过程不只是单纯的土体纵向压缩，而是纵向压缩和侧向挤出相伴而生，一些工程事故的调查已经证明了这一点。由于不同地区土质不同，所以由侧向挤出而反映在地表沉降量值也有所不同。因此，在评价黄土湿陷敏感性及侧向变形影响时需要获得在水的浸入过程中土体内部应力强度和应力分布状态的数据，而目前尚没有获取这类数据的系统、科学、高效的装置，对该装置的研究和开发是十分必要的，对黄土地区各种重大工程地基处理工作具有重大的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的空白和不足，本实用新型的目的在于，提供一种黄土场地浸水条件下土体内部应力监测系统，该系统通过电源、采集器和上位机实现全自动化数据获取，能够快速、连续、准确地监测地表大面积浸水条件下黄土体内部应力强度及应力分布状态，从而为黄土湿陷敏感性及侧向变形影响评价提供准确可靠的参数。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以解决：

一种黄土场地浸水条件下土体内部应力监测系统，包括电源、上位机、多个土压力传感器和至少一个数据采集器；其中，每个所述土压力传感器的输出端分别连接数据采集器的输入端，数据采集器的输出端分别连接上位机，所述电源连接土压力传感器、数据采集器及上位机为其供电；

由所述多个土压力传感器实时采集黄土场地浸水条件下土体内部的土压力数据，采集到的数据发送到数据采集器，数据采集器将其发送到上位机，由上位机对接收到的数据进行处理。

本实用新型的系统还包括如下其他技术特征：

所述土压力传感器包括不锈钢质的盒体、电阻应变片、接线板和顶盖，盒体底面的镀锌层作为受力膜，盒体内固定有由电阻应变片组成的桥式电路和接线板，电阻应变片组成的桥式电路紧贴盒体内底面，所述接线板位于电阻应变片组成的桥式电路的上方；电阻应变片组成的桥式电路通过接线板由信号线引出盒体，盒体顶部安装顶盖。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的监测系统将横纵两向的土压力纳入了监测内容，全面土体内部的应力强度和应力分布状态，弥补了现有技术中未考虑侧向变形导致对场地湿陷性评价不准确以及缺少数据无法对湿陷敏感性进行评价的缺陷，有利于安全性设计。

（2）采用多个高精度土压力监测元件，采集速度快且全自动化，采样速度达每秒1次，可连续地反馈浸水状态下土体内部应力强度和应力分布状态的变化规律，并可以根据土层压力变化情况对数据采集密度和精度进行适时动态调整，为湿陷敏感性评价及侧向变形影响评价提供可靠参数。

（3）本实用新型的系统结构简单，操作简单，安装、使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的监测系统的连接框图。

图2是土压力传感器的结构示意图。

图3是U形铁杆示意图。

图4是预制钢模具示意图。

图5是传感器的布设示意图。

图6是一个土压力传感器的标定及拟合标定曲线。

图7是纵向土压力时态曲线。

图8是横向土压力时态曲线。

图中标号：1、受力膜，2、电阻应变片，3、接线板，4、信号线，5、顶盖，6、盒体。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释说明。

具体实施方式