[发明专利]用于测量建筑物地基力学性能的设备

说明书

技术领域

本发明涉及建筑建造领域，尤其涉及一种用于测量建筑物地基力学性能的设备。

背景技术

地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基两类。天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。

用于建造高层建筑物的地基需要具有足够的力学强度，而现有的地基力学性能的检测设备还不够完善，主要体现在不能异地测量，危险性较大，该问题亟待解决。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种用于测量建筑物地基力学性能的设备，它的装配结构简单，操作方便，不需修正实测弹模误差。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于测量建筑物地基力学性能的设备，包括探头基体，其特征在于，所述探头基体上设有至少一个活塞空腔；所述活塞空腔内设有相适应的活塞；该用于测量建筑物地基力学性能的设备还包括通过连接装置与所述活塞相连的承压机构，以及控制所述活塞动作的液压回路；所述探头基体上设有用于测量所述承压机构部的位移的位移传感器；

所述位移传感器通过一无线通讯模块与上位机相连，所述无线通讯模块还与一GPS定位模块相连，所述无线通讯模块、GPS定位模块与一采用石墨烯的燃料电池相连。

优选的，所述连接装置为球铰，活塞通过球铰与所述承压机构相连。

优选的，所述连接装置为半球铰，所述活塞通过半球铰与所述承压机构相连，并所述半球铰的端面与所述承压机构相连，所述半球铰的凸缘朝向所述活塞的一侧。

优选的，其特征在于，所述承压机构包括承压板和连接盖板，所述连接盖板与所述活塞相连，所述承压板可拆卸地设置在所述连接盖板上、与所述活塞相反的一侧。

优选的，所述承压板通过螺栓连接的方式设置在所述连接盖板上。

优选的，所述探头基体上设有可部分或者全部容纳所述承压机构的腔室；所述活塞空腔的轴线与所述探头基体的轴线垂直。

优选的，所述液压回路包括用于驱动所述活塞升程的驱动回路和用于驱动所述活塞回程的回程回路。

优选的，所述探头基体上设有四组所述活塞空腔及对应的所述活塞，四组所述活塞为依次排列的第一活塞、第二活塞、第三活塞和第四活塞；其中，第二活塞、第三活塞位于第一活塞和第四活塞之间；所述液压回路包括用于驱动所述活塞升程的驱动回路和用于驱动所述活塞回程的回程回路，所述活塞与所述驱动回路相连，第一活塞和第四活塞加所述回程回路以作为主动回程活塞。

优选的，所述探头基体上设有用于测量所述承压机构部的位移的位移传感器。

本发明的有益效果：

1）通过设置无线通讯模块、上位机，可以实现远程测量的目的，此外，通过设置GPS定位模块可以方便的获取本发明的设备的地理位置，使用起来极为方便。将古德曼千斤顶的十二个扁圆形活塞改为本发明的四个圆形活塞，它们全部位于承压板区段内，从而避免了纵向弯曲影响，位于外侧的两个活塞加低压回路兼作回程活塞，缩短了仪器的总长，但加压区长度L与直径D之比仍大于古德曼千斤顶的L/D值，使测量结果更准确。

2）当钻孔不圆或试段孔径不一致时活塞易产生偏心加压，导致出力不足，在活塞上加半圆球铰，微调承压板接触角度，使测量结果更准确。

3）两个位移传感器安装在中部，接近于最大位移部位，即使承压块有纵向弯曲也不会对测量结果产生影响，使测量结果更准确。

4)承压板与连接盖板之间可拆卸的连接在一起，使承压板的曲率半径、接触角大小和材料弹模可根据具体情况选择，其尽可能与钻孔直径相匹配;同时，将承压板的接触角2β改为30°和45°两种，增大了接触压力，接触压力分布也更加均匀，使测量结果更准确。

5）在活塞上增加两个力传感器，可直接测量活塞出力，消除了压力换算及管路损失等对测量结果的影响，并且有利于自动记录及数据处理，使测量结果更准确。

附图说明

图1为本发明处于收缩状态的示意图；

图2为本发明处于张开状态的示意图；

图3为本发明连接盖板的俯视图；

图4为本发明连接盖板的侧视图；

图5为本发明承压板的俯视图；

图6为本发明承压板的侧视图；

图7为本发明连接盖板和承压板的安装示意图；