堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)及試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種野外現(xiàn)場堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)及試驗方法，該系統(tǒng)包括計算機(jī)模塊和至少一套檢測單元，所述檢測單元信號端通過多點數(shù)據(jù)采控裝置與計算機(jī)模塊的信號接收端連接，所述檢測單元包括垂直變形傳感器和水平變形傳感器，所述檢測單元埋設(shè)在待測土層內(nèi)、且檢測單元水平埋設(shè)；該方法包括以下步驟：第一步：在待測土層中開挖檢測單元埋設(shè)槽；第二步：埋設(shè)檢測單元；第三步：檢測單元數(shù)據(jù)線與多點數(shù)據(jù)采控裝置端口聯(lián)接；第四步：多點數(shù)據(jù)采控裝置數(shù)據(jù)串口與計算機(jī)聯(lián)接；第五步：堆載預(yù)壓。本發(fā)明所公開的堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)及試驗方法，通過一次性埋設(shè)多組檢測單元，可實現(xiàn)一次檢測多個層面的多組數(shù)據(jù)，無需進(jìn)行多次檢測。
【專利說明】堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)及試驗方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)及試驗方法。

【背景技術(shù)】
[0002]載荷試驗是工程地質(zhì)專業(yè)原位測試一種常用實驗方法之一，是在一定面積的承壓板上向地基土施加荷載，測試地基土壓力與變形參數(shù)隨時間變化的規(guī)律，變形一般為利用傳統(tǒng)的百分表人工讀數(shù)記錄，多年來試驗方法模式很少得到改進(jìn)，特別是載荷實驗方法僅能提供承壓板下一層土一定壓力與變形的關(guān)系，要想檢測深層土體的壓力和變形關(guān)系，就需要進(jìn)行多次測量，而且很少涉及土體內(nèi)應(yīng)力及孔隙水壓力參數(shù)，預(yù)得到多層土的多個參數(shù)，均需要多次進(jìn)行測量和分析，耗費(fèi)大量的人力物力，而且由于不同批次檢測的數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，誤差容易累計，稍有不慎，將會嚴(yán)重影響檢測結(jié)果，誤導(dǎo)工程設(shè)計和施工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，通過在豎直方向上設(shè)置多組檢測單元，每組檢測單元設(shè)置變形檢測裝置和應(yīng)力檢測裝置，一次檢測可以獲得多層土在同一工況下的多組參數(shù)，節(jié)約人力物力。
[0004]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗方法，通過一次性埋設(shè)多組檢測單元，可實現(xiàn)一次檢測多個層面的多組數(shù)據(jù)，方便操作，而且在加載過程中，當(dāng)一次加載完成，待檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后可直接進(jìn)行下一次加載，無需進(jìn)行多次檢測，節(jié)省人力物力，提聞檢測精度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，包括計算機(jī)模塊和至少一套檢測單元，所述檢測單元信號端通過多點數(shù)據(jù)采控裝置與計算機(jī)模塊的信號接收端連接，所述檢測單元包括垂直變形傳感器，所述檢測單元埋設(shè)在待測土層內(nèi)、且檢測單元層埋設(shè)。
[0006]所述檢測單元還包括水平應(yīng)力傳感器、垂直應(yīng)力傳感器和孔隙水應(yīng)力傳感器。
[0007]所述一個檢測單元內(nèi)的垂直變形傳感器、水平應(yīng)力傳感器、垂直應(yīng)力傳感器和孔隙水應(yīng)力傳感器布設(shè)于同一層面上。
[0008]本發(fā)明要解決上述技術(shù)問題，還提供了一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗方法，包括以下步驟:
[0009]第一步:在待測土層上開挖檢測單元埋設(shè)槽，檢測單元埋設(shè)槽的深度根據(jù)土層類型、厚度和埋設(shè)檢測單元數(shù)量確定；
[0010]第二步:埋設(shè)檢測單元，自下而上依次埋設(shè)所需數(shù)量的檢測單元，并將檢測單元通過數(shù)據(jù)線與多點數(shù)據(jù)采控裝置端口、多點數(shù)據(jù)采控裝置再與計算機(jī)模塊數(shù)據(jù)接口連通，并將檢測單元調(diào)零；
[0011]第三步:堆載預(yù)壓，在待測土層頂面安裝預(yù)壓板，并在預(yù)壓板上堆載，堆載完成后，計算機(jī)模塊記錄各檢測單元的檢測數(shù)據(jù)，待檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后繼續(xù)加載，直至所加載荷或土體穩(wěn)定性的設(shè)計值。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明公開的一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，通過在豎直方向上設(shè)置多組檢測單元，每組檢測單元設(shè)置變形檢測裝置和應(yīng)力檢測裝置，一次檢測可以獲得多層土在同一工況下的多組參數(shù)，節(jié)約人力物力。
[0013]本發(fā)明所提供一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗方法，通過一次性埋設(shè)多組檢測單元，可實現(xiàn)一次檢測多個層面的多組數(shù)據(jù)，方便操作，而且在加載過程中，當(dāng)一次加載完成，待檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后可直接施加下一次加載，無需進(jìn)行多次檢測，節(jié)省人力物力，提高檢測精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖:
[0016]在附圖中:1、垂直應(yīng)力傳感器；2、水平應(yīng)力傳感器；3、孔隙水應(yīng)力傳感器；4、垂直變形傳感器。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]綜上所述，本發(fā)明公開了一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，包括計算機(jī)模塊和至少一套檢測單元，所述檢測單元信號端通過多點數(shù)據(jù)采控裝置與計算機(jī)模塊的信號接收端連接，所述檢測單元包括垂直變形傳感器4，所述檢測單元埋設(shè)在待測土層內(nèi)、且檢測單元水平埋設(shè)，檢測單元與多點數(shù)據(jù)采控裝置和計算機(jī)模塊之間均為雙向通信(參見附圖1)。
[0019]所述檢測單元還包括水平應(yīng)力傳感器1、垂直應(yīng)力傳感器2和孔隙水應(yīng)力傳感器3，傳感器種類可以根據(jù)檢測項目需求進(jìn)行配置(參見附圖2)。
[0020]所述一個檢測單元內(nèi)的垂直變形傳感器4、水平應(yīng)力傳感器1、垂直應(yīng)力傳感器2和孔隙水應(yīng)力傳感器3布設(shè)于同一水平面上，檢測單元內(nèi)的傳感器的種類和數(shù)量可以根據(jù)工程檢測需求進(jìn)行確定。
[0021]通過在豎直方向上設(shè)置多組檢測單元，每組檢測單元設(shè)置變形檢測裝置和應(yīng)力檢測裝置，一次檢測可以獲得多土層在同一工況下的多組參數(shù)，節(jié)約人力物力。其中所采用的多點數(shù)據(jù)采控裝置，一方面獲取各種傳感器的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可讀模式后傳輸給計算機(jī)，同時接受計算機(jī)指令對傳感器進(jìn)行控制。
[0022]本發(fā)明還公開了一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗方法，包括以下步驟:
[0023]第一步:在待測土層上開挖檢測單元埋設(shè)槽，檢測單元埋設(shè)槽的深度根據(jù)土層厚度和埋設(shè)檢測單元數(shù)量確定；
[0024]第二步:埋設(shè)檢測單元，自下而上依次埋設(shè)所需數(shù)量的檢測單元，并將檢測單元通過數(shù)據(jù)線及多點數(shù)據(jù)采控裝置與計算機(jī)模塊數(shù)據(jù)接口連通，并將檢測單元調(diào)零；多點數(shù)據(jù)采控裝置的作用主要有以下三點:1、采集傳感器信號。2、與計算機(jī)建立通訊聯(lián)系。3、響應(yīng)計算機(jī)軟件發(fā)送指令及發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0025]第三步:堆載預(yù)壓，在待測土體安裝預(yù)壓板，并在預(yù)壓板上堆載，堆載完成后，計算機(jī)模塊記錄檢測單元的檢測數(shù)據(jù)，待檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后繼續(xù)加載，直至所加載荷土體穩(wěn)定性的極限值。
[0026]通過一次性埋設(shè)多組檢測單元，可實現(xiàn)一次檢測多個層面的多組數(shù)據(jù)，方便操作，而且在加載過程中，當(dāng)一次加載完成，待檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后可直接進(jìn)行下一次加載，無需進(jìn)行多次檢測，節(jié)省人力物力，提高檢測精度。
[0027]發(fā)明是以集載荷試驗方法、巖土力學(xué)、地基與基礎(chǔ)等理論，借助于計算機(jī)技術(shù)、相關(guān)器件及軟件的發(fā)展，發(fā)明的一種能為建筑地基(包括天然地基、復(fù)合地基)、路基等工程提供設(shè)計參數(shù)，并且施加荷載行為為人工外，加荷的多少會由相應(yīng)應(yīng)力裝置采集記錄，所有測試參數(shù)均為自動采集。本發(fā)明得到國家自然科學(xué)基金項目(No:4127230UN0.40472139)及國家科技支撐項目(N0.2012BAJ11B04)資助。
【權(quán)利要求】
1.一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，其特征在于:包括計算機(jī)模塊和至少一套檢測單元，所述檢測單元信號端通過多點數(shù)據(jù)采控裝置與計算機(jī)模塊的信號接收端連接，所述檢測單元包括垂直變形傳感器，所述檢測單元埋設(shè)在待測土層內(nèi)、且檢測單元在剖面上某一層埋設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測單元還包括水平應(yīng)力傳感器、垂直應(yīng)力傳感器和孔隙水應(yīng)力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的堆載預(yù)壓多功能自動試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述一個檢測單元內(nèi)的垂直變形傳感器、水平應(yīng)力傳感器、垂直應(yīng)力傳感器和孔隙水應(yīng)力傳感器布設(shè)于同一水平面上。
4.一種堆載預(yù)壓多功能自動試驗方法，其特征在于:包括以下步驟: 第一步:在待測土層上開挖檢測單元埋設(shè)槽，檢測單元埋設(shè)槽的深度根據(jù)土層類型、厚度和埋設(shè)檢測單元數(shù)量確定； 第二步:埋設(shè)檢測單元，自下而上依次埋設(shè)所需數(shù)量的檢測單元，并將檢測單元通過數(shù)據(jù)線與多點數(shù)據(jù)采控裝置端口、多點數(shù)據(jù)采控裝置再與計算機(jī)模塊數(shù)據(jù)接口連通，并將檢測單元調(diào)零； 第三步:堆載預(yù)壓，在待測土層頂面安裝預(yù)壓板，并在預(yù)壓板上堆載，堆載完成后，計算機(jī)模塊記錄各檢測單元的檢測數(shù)據(jù)，待檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后繼續(xù)加載，直至所加載荷或土體穩(wěn)定性的設(shè)計值。
【文檔編號】G01N33/24GK104076131SQ201410299038
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】王秀艷, 孫琳, 李金秋 申請人:中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所