[发明专利]一种砂体颗粒间应力、应变的测量装置及检测方法

说明书

本发明提供了一种砂体颗粒间应力、应变的测量装置及检测方法，它包括外形结构为球状的保护外壳，所述保护外壳有设置有多个拉钩，所述保护外壳的内壁配置有一层薄膜状的中心夹层，所述中心夹层的内壁粘制有内层，所述保护外壳腔体内集成设置有测量感应元件、信号采集传输系统、存储元件、电源元件、数据处理分析元件。此装置及方法能够用于实时监测珊瑚砂内部的应力与应变，确保在岛礁工程建设中的安全性。

技术领域

本发明涉及深部珊瑚砂岛礁吹填施工检测领域，特别是对重要工程礁砂吹填后，砂体颗粒内部因相互作用而产生应力、应变的测量装置及检测方法。

背景技术

南沙诸岛远离中国大陆，这些岛礁上只有规模很小的建筑，因需要在短时间内进行岛礁扩建，所以珊瑚砂后期的固结时间被缩短，而且珊瑚砂颗粒形状不规则，增大了珊瑚砂的孔隙比，当其受到作用力时，棱角处极易产生断裂、破碎，一旦在填砂上部进行工程建设，地基中的珊瑚砂极易因上部重力增加而破碎，导致地基塌陷，增加了工程安全的不稳定性，因此，需要在工程建设中实时监测珊瑚砂内部的应力与应变，确保工程建设的安全性。

同时，现有监测应力、应变的装置都是基于颗粒表层，并不能深入到颗粒间检测不同颗粒相互作用产生的应力和应变，导致研究者只了解外部宏观的力学性能变化，很难对内部细观变化引起的宏观变化做出解释。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂体颗粒间应力、应变的测量装置及检测方法，此装置及方法能够用于实时监测珊瑚砂内部的应力与应变，确保在岛礁工程建设中的安全性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种砂体颗粒间应力、应变的测量装置，它包括外形结构为球状的保护外壳，所述保护外壳外部有设置有多个拉钩，所述保护外壳的内壁配置有一层薄膜状的中心夹层，所述中心夹层的内壁粘制有内层，所述保护外壳腔体内集成设置有测量感应元件、信号采集传输系统、存储元件、电源元件、数据处理分析元件。

所述保护外壳是由12块正五边形和20块正六边形相互拼接形成的类球形；保护外壳第一层由一个第一五边形外壳组成；

第二层由五个第一六边形外壳环绕第一层的第一五边形外壳的五条边组成，第二层六边形外壳边长与第一层五边形外壳边长相等；

第三层由五个第二五边形外壳组成，第二五边形外壳位于第二层的第一六边形外壳的左下边和右下边之间，第三层外壳边长与第二层外壳边长相等；

第四层由五个第二六边形外壳组成，第二六边形外壳位于第三层的第二五边形外壳的左下边和右下边之间，第四层外壳边长与第三层外壳边长相等；

第五层由五个第三六边形外壳组成，第三六边形外壳位于第三层的第二五边形外壳下方以及第四层的第二六边形外壳的左下方和右下方之间，第五层外壳边长与第四层外壳边长相等；

第六层由五个第三五边形外壳组成，第三五边形外壳位于第四层的第二六边形外壳中下边和第五层的第三六边形外壳左下边和右下边之间，第六层外壳边长与第五层外壳边长相等；

第七层由五个第四六边形外壳组成，第四六边形外壳位于第五层的第三六边形外壳中下边和第六层的第三五边形外壳左下边和右下边，该层外壳边长与第六层外壳边长相等；

第八层由一个第四五边形外壳组成，位于第六层的第三五边形外壳的中下边，该层外壳边长与第七层外壳边长相等。

所述拉钩位于保护外壳的第一五边形外壳和第四五边形外壳的每条边上，共有十个；所述拉钩包括半圆弧弯杆，所述半圆弧弯杆的二分之一位置布设有直杆，所述直杆和半圆弧弯杆由具有高强度、耐腐蚀的镍-铬-钼合金一体式制备而成。

所述保护外壳是采用具有高强度、耐腐蚀的镍-铬-钼合金制成，其中铬含量在16％～22％之间，钼含量在9％～18％之间；每片单独的多边形外壳之间的连接方式为激光焊接。