冰層承載力測試方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于冰工程研究領域，具體涉及冰層承載力測試方法及裝置。
【背景技術】
[0002]冬季，河流、湖泊以及近海由水凝固形成的冰層為人類提供了天然、堅實的材料和承載平臺，可以供人們行走、游樂等，但是在冰層的利用過程中也存在冰層承載力不足，發(fā)生脆性破壞，導致人員傷亡、財產損失等嚴重后果，所以應該對冰層進行深入研究，掌握冰層性質，避免或減少不良后果的產生。
[0003]冰作為一種特殊的天然材料，具有較為復雜的物理力學性能，其力學性能受形成過程中的地域、環(huán)境因素影響較大，冰層承載能力很難通過科學計算得到，韓玲莉在《一種在河面與海面冰層上安全行車的方法》中僅僅對于探測冰層厚度提供了方法，卻沒有真正的將冰層實際情況與其承載力掛鉤，而實際生活及生產應用中對于冰層承載能力的評定大多基于經驗總結得出，缺乏科學合理的解釋以及依據，其可移植性較差，不同地域的冰層由于其環(huán)境差異，冰層的承載能力也存在著差異，迫切需要一種科學合理的測試方法及裝置對冰層承載力進行評定，以實現科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發(fā)生。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是為了實現科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發(fā)生，提供了冰層承載力測試方法及裝置，用于測定冰層承載能力，其技術方案如下:
冰層承載力測試方法，它包含在測試冰層的上表面設置壓力傳導體，由于人、車等與冰層的接觸面積不同，為了便于模擬多種接觸面積，所以壓力傳導體采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節(jié)連接構成，可以根據需要選擇接觸面積；由于人的鞋、車的輪等與冰層接觸部分均為橡膠材質，所以壓力傳導體采用橡膠材質；在壓力傳導體的上方依次設置下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、壓力計和桁架，圍繞壓力傳導體設置多根錨桿，在冰層上設置與錨桿的位置對應的通孔，在錨桿的下端設置錨板鉤住冰層下表面，錨桿的上端通過掛鉤與桁架連接，所有錨板與冰層下表面的接觸面積的總和大于壓力傳導體與冰層上表面的接觸面積，升高同步千斤頂向冰層加載壓力，通過壓力計讀取同步千斤頂施加的壓力值；
由于冰層在彈性變形范圍內均處于安全承載狀態(tài)，所以承載力的測試應包含彈性變形量的測試，在下壓力分配板的中心位置設置撓度測試儀，對測試冰層的位移進行測試，記錄冰面受荷載后的變形規(guī)律；
將壓力計讀取同步千斤頂施加的壓力值與壓力傳導體、下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、撓度測試儀等所有位于壓力計下方且重量通過壓力傳導體加載到冰層上表面的部件的總重量之和便是冰層所承載的壓力，為了計算方便，在重量通過壓力傳導體加載到冰層上表面的部件上設置配重塊，將總重量配置為十的倍數。
[0005]冰層承載力測試裝置，它包含壓力傳導體，壓力傳導體采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節(jié)連接構成;壓力傳導體采用橡膠材質；在壓力傳導體的上方依次設置有下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、壓力計和桁架，圍繞壓力傳導體設置有多根錨桿，在錨桿的下端設置有錨板，錨板的中間位置與錨桿沿開合方向轉動連接，錨桿的上端通過掛鉤與桁架連接，每根錨桿由兩節(jié)螺紋方向相反的螺紋桿通過雙向內螺紋套管連接構成；在下壓力分配板的中心位置設置有撓度測試儀;在壓力傳導體、下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板或撓度測試儀上設置有配重塊，將壓力傳導體、下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板和撓度測試儀總重量配置為十的倍數。
[0006]本發(fā)明的有益效果為:投入成本較低，測試結果準確，測試過程安全，為冰上活動提供技術支持，有利于實現科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發(fā)生;可以在壓力傳導體下設置車輪、枕木等模具進行實際模擬測試;具體可以實現兩個實用性極強作用:一個是已知冰上要走多重的車，然后就加載上多大的壓力進行測試，另一個是，測試冰層的承載極限是多少，以限制冰上最大荷載。
[0007]【附圖說明】:
圖1是冰層承載力測試裝置的整體結構示意圖；
圖2是測試狀態(tài)示意圖；
圖3是壓力傳導體的分解圖；
圖4是錨桿的分解圖。
[0008]【具體實施方式】:
參照圖1、圖2、圖3和圖4，冰層承載力測試方法，它包含在測試冰層的上表面設置壓力傳導體I，由于人、車等與冰層的接觸面積不同，為了便于模擬多種接觸面積，所以壓力傳導體I采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節(jié)連接構成，可以根據需要選擇接觸面積；由于人的鞋、車的輪等與冰層接觸部分均為橡膠材質，所以壓力傳導體I采用橡膠材質;在壓力傳導體I的上方依次設置下壓力分配板2、同步千斤頂3、上壓力分配板4、壓力計5和桁架6，圍繞壓力傳導體I設置多根錨桿7，在冰層上設置與錨桿7的位置對應的通孔，在錨桿7的下端設置錨板7-1鉤住冰層下表面，錨桿7的上端通過掛鉤與桁架6連接，所有錨板7-1與冰層下表面的接觸面積的總和大于壓力傳導體I與冰層上表面的接觸面積，升高同步千斤頂3向冰層加載壓力，通過壓力計5讀取同步千斤頂3施加的壓力值；
由于冰層在彈性變形范圍內均處于安全承載狀態(tài)，所以承載力的測試應包含彈性變形量的測試，在下壓力分配板2的中心位置設置撓度測試儀8，對測試冰層的位移進行測試，記錄冰面受荷載后的變形規(guī)律；
將壓力計5讀取同步千斤頂3施加的壓力值與壓力傳導體1、下壓力分配板2、同步千斤頂3、上壓力分配板4、撓度測試儀8等所有位于壓力計5下方且重量通過壓力傳導體I加載到冰層上表面的部件的總重量之和便是冰層所承載的壓力，為了計算方便，在重量通過壓力傳導體I加載到冰層上表面的部件上設置配重塊，將總重量配置為十的倍數。
[0009]升高同步千斤頂3向冰層加載壓力的過程及加載壓力結束進行卸載壓力的過程采用分級進行的方式，每級加載的壓力值的大小和分級數量的多少要根據具體情況來確定，比如以五級為例，第一級為30%的荷載重量，第二級為50%，第三級為70%，第四級為90%，第五級為100%，對于需要測量冰層極限承載力的則需要對冰層進一步加載，必要時減小壓力增量的幅度，加密壓力等級，全面地掌握冰層實測變形、應變與荷載的相互關系，了解冰層各個階段的工作性能，且便于觀測操作;加載壓力的過程應不少于五級加載，逐漸使測試冰層所產生的內力逼近極限值。
[0010]冰層承載力測試裝置，它包含壓力傳導體I，壓力傳導體I采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節(jié)連接構成;壓力傳導體I采用橡膠材質；在壓力傳導體I的上方依次設置有下壓力分配板2、同步千斤頂3、上壓力分配板4、壓力計5和桁架6，圍繞壓力傳導體I設置有多根錨桿7，在錨桿7的下端設置有錨板7-1，錨板7-1的中間位置與錨桿7沿開合方向轉動連接，錨桿7的上端通過掛鉤與桁架6連接，每根錨桿7由兩節(jié)螺紋方向相反的螺紋桿7-2通過雙向內螺紋套管7-3連接構成;在下壓力分配板2的中心位置設置有撓度測試儀8;在壓力傳導體1、下壓力分配板2、同步千斤頂3、上壓力分配板4或撓度測試儀8上設置有配重塊，將壓力傳導體1、下壓力分配板2、同步千斤頂3、上壓力分配板4和撓度測試儀8總重量配置為十的倍數。
[0011]優(yōu)選的是，多節(jié)壓力傳導體I之間通過螺桿1-1連接，方便連接其它測試模具。
【主權項】
1.冰層承載力測試方法，其特征在于它包含在測試冰層的上表面設置壓力傳導體(I);在壓力傳導體(I)的上方依次設置下壓力分配板(2)、同步千斤頂(3)、上壓力分配板(4)、壓力計(5)和桁架(6)，圍繞壓力傳導體(I)設置多根錨桿(7)，在冰層上設置與錨桿(7)的位置對應的通孔，在錨桿(7)的下端設置錨板(7-1)鉤住冰層下表面，錨桿(7)的上端通過掛鉤與桁架(6)連接，所有錨板(7-1)與冰層下表面的接觸面積的總和大于壓力傳導體(I)與冰層上表面的接觸面積，升高同步千斤頂(3)向冰層加載壓力，通過壓力計(5)讀取同步千斤頂(3)施加的壓力值;在下壓力分配板(2)的中心位置設置撓度測試儀(8)，對測試冰層的位移進行測試;將壓力計(5)讀取同步千斤頂(3)施加的壓力值與所有位于壓力計(5)下方且重量通過壓力傳導體(I)加載到冰層上表面的部件的總重量之和便是冰層所承載的壓力。2.如權利要求1所述的冰層承載力測試方法，其特征在于升高同步千斤頂(3)向冰層加載壓力的過程及加載壓力結束進行卸載壓力的過程采用分級進行的方式。3.冰層承載力測試裝置，其特征在于它包含壓力傳導體(I)，壓力傳導體(I)采用臺體形狀，并且由豎直方向排列的多節(jié)連接構成;在壓力傳導體(I)的上方依次設置有下壓力分配板(2)、同步千斤頂(3)、上壓力分配板(4)、壓力計(5)和桁架(6)，圍繞壓力傳導體(I)設置有多根錨桿(7)，在錨桿(7)的下端設置有錨板(7-1)，錨板(7-1)的中間位置與錨桿(7)沿開合方向轉動連接，錨桿(7)的上端通過掛鉤與桁架(6)連接;在下壓力分配板(2)的中心位置設置有撓度測試儀(8)。4.如權利要求3所述的冰層承載力測試裝置，其特征在于每根錨桿(7)由兩節(jié)螺紋方向相反的螺紋桿(7-2)通過雙向內螺紋套管(7-3)連接構成。5.如權利要求3所述的冰層承載力測試裝置，其特征在于多節(jié)壓力傳導體(I)之間通過螺桿(1-1)連接。6.如權利要求3所述的冰層承載力測試裝置，其特征在于在壓力傳導體(I)、下壓力分配板(2)、同步千斤頂(3)、上壓力分配板(4)或撓度測試儀(8)上設置有配重塊，將壓力傳導體(1)、下壓力分配板(2)、同步千斤頂(3)、上壓力分配板(4)和撓度測試儀(8)總重量配置為十的倍數。
【專利摘要】冰層承載力測試方法及裝置，屬于冰工程研究領域，實現了科學合理的利用冰資源的目的，避免人員傷亡、財產損失等嚴重后果的發(fā)生，冰層承載力測試方法包含在測試冰層的上表面設置壓力傳導體，在壓力傳導體的上方依次設置下壓力分配板、同步千斤頂、上壓力分配板、壓力計和桁架，圍繞壓力傳導體設置多根錨桿，在錨桿的下端設置錨板鉤住冰層下表面，錨桿的上端通過掛鉤與桁架連接，所有錨板與冰層下表面的接觸面積的總和大于壓力傳導體與冰層上表面的接觸面積，升高同步千斤頂向冰層加載壓力，通過壓力計讀取同步千斤頂施加的壓力值；在下壓力分配板的中心位置設置撓度測試儀，對測試冰層的位移進行測試；本發(fā)明用于測試冰層承載力。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號】CN105547839
【申請?zhí)枴緾N201610063674
【發(fā)明人】程培峰, 趙文美, 李吉庭, 李新寧
【申請人】程培峰
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月30日