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专利号: 2023100566916
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于,借助检测原位岩土体蠕变受力的装置来实现,所述检测原位岩土体蠕变受力的装置包括中空筒(20),沿着所述中空筒(20)的高度方向等间距加工有多个用于穿过位移感应器(5)的圆孔(21);所述中空筒(20)的外部缠绕有电热丝(11);所述圆孔(21)所在位置的侧边内壁上通过强力胶(9)粘贴有压力感应片(1);

包括组合管(7),所述组合管(7)采用双层皮套(14)作为模具,在双层皮套(14)的内部浇筑硅胶形成模具硅胶管(12);

包括反力架装置,所述反力架装置包括螺杆(16),所述螺杆(16)的底端通过锚固固定,在螺杆(16)的顶端套装有两层受力板(18),所述受力板(18)之间设置有可伸缩套筒(19),位于顶层的受力板(18)通过螺母(17)限位固定在螺杆(16)的顶端;

包括向内收缩筒(10),所述向内收缩筒(10)设置在主孔(26)的内部,所述主孔(26)是采用钻机(3)加工在岩土体的中心部位,在主孔(26)的外周均布加工有多圈均布的侧孔(29);

所述反力架装置设置在岩土体的顶部;

所述实验方法,包括以下步骤:

Step 1:准备材料:准备压力感应片(1),位移感应器(5),钻机(3),中空筒(20),电热丝(11),双层皮套(14),模具硅胶管(12),润滑油层(8),振动棒(6),炸药(13),云母片(15),螺杆(16),膨胀水泥浆(4),受力板(18),膨胀螺杆,收缩锚杆,可伸缩套筒(19)和组合管(7);

Step 2:安装组合管:在中空筒(20)上按照设计尺寸打出圆孔(21),将电热丝(11)缠绕在中空筒(20)外表面,在电热丝(11)表面涂上润滑油,套上双层皮套(14),之后将其稳定安置在中空筒(20)中心,然后把压力感应片(1)与位移感应器(5)按照给定的设计间距并排安装在中空筒(20)上,安装好的位移感应器(5)应在中空筒(20)外壁接触圆孔上附上一层薄膜(22),完成后放置一旁备用;

Step 3:安装位移感应器(5):在安装时注意位移感应器(5)的拉伸尺寸要与开的圆孔(21)尺寸一致,要确保位移感应器(5)的端口与侧孔壁充分接触,安装好的位移感应器在接触圆孔上附上一层薄膜;

Step 4:打定位侧孔:在检测范围内考虑好测量大小后,任选一个位置打一个方向竖直向地面的定位侧孔,打完后立刻放入组合管(7),并注入模具硅胶将双层皮套(14)之间的缝隙填满,要确保把周围空隙全部填满,并密封上端开口,然后接通电热丝(11)的电源,让电热丝(11)运作,使硅胶在10分钟内完成固化,当硅胶完全固化后,关闭电源;

Step 5:打剩余侧孔:根据定位侧孔安装图纸确定其余侧孔(29)的位置,在定好的位置上做上标记,之后再逐一打孔,每打好一个侧孔后都如同step3一般:放入组合管(7),注入模具硅胶,并利用电热丝使模具硅胶固化;

Step 6:安装网线、测量初始曲线图:将所有压力感应片(1)和位移感应器(5)都连上网线,并按照图纸有序的将网线接入计算机,打开计算机上的相应程序,测量并记录压力感应片(1)和位移感应器(5)在不受干扰状态下的初始数据,此后,计算机一直保持工作状态;

Step 7:组装安置反力架装置:在待测范围四周打4个孔,形成受力板大小的方形,将螺母(17)、螺杆(16)和受力板(18)三种材料安装组合成反力架装置,最终上部受力板被螺丝拧死,保证其不可移动,下部受力板可自由上下调节,在两块受力板之间放置可伸缩套筒(19),调节套筒位置,使其位于主孔(26)周围,向可伸缩套筒(19)中加入适量含量比例的膨胀水泥浆,再调节两块受力板(18)高度,使其紧紧夹住可伸缩套筒(19),下部受力板贴近地面测量并记录各感应片数据;

Step 8:打主孔(26):在众侧孔的中心打一方向竖直向地面的主孔(26),打孔的同时,测量并记录周围的岩土在受到波动时,各感应片的曲线图;

Step 9:配制混合水泥浆:现场拆封膨胀剂和水泥,取适量于一桶中,再向桶中加入一定比例的云母片(15)和细沙,快速搅拌,使三者在膨胀水泥浆开始膨胀前混合均匀,完成后,放置在主孔(26)旁备用;

Step 10:测量挤压力:在主孔(26)中心竖直地插入向内收缩筒(10),然后向主孔(26)中注入混合均匀的膨胀水泥浆,迅速将反力架装置安装在整个测量的地表上方,调节水平位置,使套筒位于主孔正上方,再将受力板及可伸缩套筒(19)向下调节,给土体施加一个垂直地面的压力,在开始膨胀后,观察并记录两种感应片传递的曲线图;

Step 11:放缩土体:膨胀水泥浆膨胀到一定程度时,达到向内收缩筒(10)最大的承受力,向内收缩筒破坏,膨胀水泥浆向中间膨胀,则向四周的膨胀力减小;

Step12:测量振动力:在中间主孔(26)开挖出一个可插入振动棒的孔,放入振动棒(6),将振动棒(6)的功率调至可测范围内,多次测量其振动时土体的压力及位移曲线图;

Step 13:测量冲击力:在中间主孔开挖出一个孔径可放入一串炸药(13),将一切物品安置在安全范围内后引爆炸药,测量其突然引爆时对周围土体的冲击压力及位移曲线图。

2.根据权利要求1所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:所述中空筒(20)的外部涂覆有润滑油层(8)。

3.根据权利要求1所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:所述中空筒(20)的外壁上,并位于位移感应器(5)所在的圆孔(21)位置粘贴有薄膜(22)。

4.根据权利要求1所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:所述组合管(7)上与中空筒(20)上圆孔相对应的位置也加工有圆孔,在圆孔所在位置采用密封处理确保不漏气。

5.根据权利要求1所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:所述压力感应片(1)通过第一网线(2)与计算机相连,所述位移感应器(5)通过第二网线(23)与计算机相连。

6.根据权利要求1所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:所述可伸缩套筒(19)包括下部套筒(24),所述下部套筒(24)的底端采用底板焊接密封,所述下部套筒(24)的内部顶端套装有上部套筒(25),所述上部套筒(25)的顶端开口采用螺旋盖板(27)密封;所述下部套筒(24)和上部套筒(25)之间通过竖向槽轨导向滑动配合。

7.根据权利要求6所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:实验时,所述可伸缩套筒(19)内部填充膨胀水泥浆(4),所述膨胀水泥浆(4)是采用云母片(15)、含量为K的膨胀水泥浆和碎沙石按一定比例混合,快速搅拌,并使其混合均匀制备而成。

8.根据权利要求1所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:所述向内收缩筒(10)的内侧壁上加工有竖向布置的承压刻痕(28),所述向内收缩筒(10)和主孔(26)之间填充膨胀水泥浆,并使向内收缩筒(10)在膨胀力作用下向内收缩。

9.根据权利要求8所述一种检测原位岩土体蠕变受力的实验方法,其特征在于:实验时,所述向内收缩筒(10)和主孔(26)之间填充膨胀水泥浆,换成向孔中放入振动棒(6),并在振动棒周围填满模具硅胶管(12)与周围岩土体内壁充分接触,待模具硅胶管(12)凝固启动振动棒(6),在持续振动力和上面压力下观察并记录两种感应片的曲线图;还可以把往中心孔填放膨胀混凝土和向内收缩筒(10)换成向主孔中放入适量炸药(13)填满主孔洞,并且做好防护工作后引爆炸药(13),观察并记录两种感应片的曲线图。