[实用新型]一种单孔多层式土体应力测量装置

说明书

本实用新型公开了一种单孔多层式土体应力测量装置及测试方法，该装置包括土压力盒、外部采集仪、空心套管组件和嵌入式弯刀，空心套管组件包括若干个套装且长度由里向外逐渐变短的空心套管、各空心管上的封盖和各旋转手柄，空心套管内壁分别设有滑道滚珠槽和导线槽；空心套管组件固定在固定钢筋孔内；嵌入式弯刀设有土压力盒且与空心套管连接。通过将测量装置放置于预钻孔中待受力稳定后采集应力数据。本实用新型的有益效果是：减去预埋步骤，降低测量对土体的结构和原始应力的影响，测量更加便捷、精确和高效；测量完成后装置可以回收，以免仪器留在复杂施工现场遭到破坏；竖直方向多点的测量为土体应力随深度变化规律的研究提供依据。

技术领域

本实用新型属于现场原位测试技术领域，特别涉及一种单孔多层式土体应力测量装置及测试方法。尤其适用于中软土层中土压力盒埋设与数据监测。

背景技术

在工程设计与施工安全评估时，例如暗挖法施工的地铁中转站上方土体应力对支护结构的设计而言是至关重要的。

土体应力测量中，现有的测量方式多数以钻孔预埋法埋设土压力盒，然后填充同样或者相近的土体后压实，来测量土体应力；在实践中发现，现有的方式存在以下弊端：首先，埋设土体内的土压力盒一般都是不可回收的，存在严重浪费；其次，目前多是通过将土压力盒绑在钢筋笼上再送到钻孔内。在这过程中，钢筋笼与孔壁的碰撞不可避免的造成土压力盒膜片过载而产生永久变形；此外，土体钻孔后的回填土破坏了原始结构和应力，测出的数据精度下降。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种单孔多层式土体应力测量装置及测试方法。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单孔多层式土体应力测量装置，包括：土压力盒、导线、外部采集仪，还包括固定钢筋孔、空心套管组件和嵌入式弯刀，空心套管组件包括若干个套装且长度由里向外逐渐变短的空心套管、各空心管上的封盖和各旋转手柄，所述空心套管环内壁设有竖直滑道槽，所述滑道槽内设有滚珠；所述滑道槽的外侧设有竖直导线槽，所述导线槽在空心套管的侧壁设有进线孔、顶部设有出线孔；所述空心套管组件固定在固定钢筋孔内；所述嵌入式弯刀与空心套管连接，所述嵌入式弯刀上设有土压力盒。

所述固定钢筋孔由竖向钢筋和上、中、下水平圆环钢筋作支架形成，且固定钢筋孔半面侧面钢筋支架蒙皮，所述蒙皮钢筋支架设有若干竖向钢筋，所述固定钢筋孔底部设有与竖向钢筋连接的空心套管插入光杆。

所述光杆设置在钢筋孔一侧，嵌入式弯刀在固定钢筋孔内旋转。

所述空心套管有3～5个空心管。

所述嵌入式弯刀设置在空心管下部，嵌入式弯刀上的导线孔道与空心管侧壁上的导线孔道对接联通后，采用焊接的方式将二者连接。

所述嵌入式弯刀侧边有刀锋，自由端部为尖头，刀片中部设有土压力盒放置凹槽，所述凹槽以薄钢片封面并用螺丝固定且凹槽到弯刀尾部设有导线孔道。

一种单孔多层式土体应力测量装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤1，预估测点深度和土体应力，选定合适的空心管数量和长度及土压力盒；

步骤2，放置测量装置于预钻孔中；

步骤3，待受力稳定后采集应力数据。

依照实验方案伸缩空心管，使嵌入式弯刀与测点位置齐平，旋转手柄以带动弯刀插入土层。

本实用新型的有益效果是：避免以往土体应力测量必须预埋的步骤，有效降低测量对土体的结构和原始应力的影响，使得测量更加便捷、精确和高效；刀片插入土体的角度可以自行调整，进而实现单孔多点土体应力测量的效果；测量完成后装置可以回收，以免仪器留在复杂施工现场遭到破坏；竖直方向多点的测量为土体应力随深度变化规律的研究提供依据。

附图说明