專利名稱：一種深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于深部土體聲發(fā)射測試土體固結(jié)參數(shù)裝置，主要用于巖土工程聲發(fā)射測土固結(jié)過程的參數(shù)獲取，該試驗裝置可廣泛用于隧道、地下工程、深部土體等巖土工程原位測土領(lǐng)域，具有廣泛的工程應(yīng)用價值和教學(xué)科研價值。
背景技術(shù)：
伴隨地下工程開挖深度增加。要保證地下工程的安全，需要對深層土的土壓力性狀有較好的把握。深厚表土層地下結(jié)構(gòu)依井筒為例，井筒周圍地壓經(jīng)歷固結(jié)、井筒開挖、內(nèi)砌修建等施工過程?？臻g上地壓分布的不均勻性(地壓隨沖積層深度增加而變化)建井過程在時間和空間上分布將發(fā)生復(fù)雜的演化。如何在室內(nèi)模型試驗中探索原位測試技術(shù)，進行一種深厚表土聲發(fā)射測試土體性狀參數(shù)的技術(shù)，已是深部土力學(xué)研究的一項迫切任務(wù)。目前對于深厚表土層土體性狀參數(shù)的研究，因現(xiàn)有原位土體測試技術(shù)的滯后，被迫限制于用重塑土體來代替。但深厚表土層的重塑土實際工作狀態(tài)為深厚表土固結(jié)、土體開挖、土體重塑加壓等過程，顯然重塑土體無法代替原位土體進行測試。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種方法簡單，操作便捷，準(zhǔn)確度高的深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置，主要應(yīng)用于深部土體聲發(fā)射測試土體固結(jié)參數(shù)。本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置，它包括固結(jié)裝置和數(shù)據(jù)接收裝置和加載裝置；所述的固結(jié)裝置包括底座、剛性套筒、聲發(fā)射傳感器和壓力帽；底座的底面上有若干環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽中卡裝有封圈，封圈中安裝有下墊片)，下墊片上安裝有下聲發(fā)射傳感器，剛性套筒的下部裝入封圈中并坐落在下墊片上；剛性套筒的內(nèi)壁上有與內(nèi)壁緊密貼合的環(huán)壁的環(huán)形透水石，在剛性套筒的上端部通過上墊片安裝有上聲發(fā)射傳感器，下聲發(fā)射傳感器與上聲發(fā)射傳感器異向布置；上墊片通過上封圈安裝在剛性套筒的上端部；在上墊片上還安裝有壓力帽；在筒壁的上下部各設(shè)有排水孔；在剛性套筒中部裝設(shè)有用于約束土樣的外封圈；所述的數(shù)據(jù)接收裝置包括位移信號接收器和聲波信號接收器；加載裝置包括傳動桿和安裝在傳動桿上的位移傳感器，位移傳感器通過導(dǎo)線連接位移信號接收器；下聲發(fā)射傳感器和上聲發(fā)射傳感器通過導(dǎo)線連接聲波信號接收器。本實用新型的有益效果是:在室內(nèi)模型試驗中探索了原位測土技術(shù)，探索了一種深厚表土聲發(fā)射測試土體固結(jié)性狀參數(shù)技術(shù)，用于無損測土理論基礎(chǔ)研究的室內(nèi)試驗。其方法簡單，操作便捷，準(zhǔn)確度高。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-剛性套筒，2-壓力帽，3-底座，4-上封圈，5-中封圈，6-下封圈，7-墊片，8-墊片，9-側(cè)面排水孔，10-聲發(fā)射傳感器，11-環(huán)形透水石，12-卡槽，13-位移接收器，14-聲波發(fā)射及接收器，15-位移傳感器，16-傳動桿，17-預(yù)留孔，18-導(dǎo)線。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步詳細的描述本實用新型。如圖1所示，一種深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置，它包括固結(jié)裝置和數(shù)據(jù)接收裝置和加載裝置；固結(jié)裝置包括底座3、剛性套筒1、聲發(fā)射傳感器和壓力帽2 ;底座3的底面上有若干環(huán)形卡槽12,環(huán)形卡槽12中卡裝有封圈6,封圈中安裝有下墊片7,下墊片7上安裝有下聲發(fā)射傳感器10，剛性套筒I的下部裝入封圈6中并坐落在下墊片7上；剛性套筒I的內(nèi)壁上有與內(nèi)壁緊密貼合的環(huán)壁的環(huán)形透水石11，在剛性套筒I的上端部通過上墊片8安裝有上聲發(fā)射傳感器10.1,下聲發(fā)射傳感器10與上聲發(fā)射傳感器10.1異向布置；在下墊片7和上墊片8的中心位置均預(yù)留有孔洞，下聲發(fā)射傳感器10、上聲發(fā)射傳感器
10.1分別安裝在下墊片7和上墊片8上的預(yù)留孔洞中。上墊片8通過上封圈4安裝在剛性套筒I的上端部；在上墊片8上還安裝有壓力帽2 ;在筒壁的上下部各設(shè)有排水孔9 ;排水孔9為蜂窩狀。在剛性套筒I中部裝設(shè)有用于約束土樣的外封圈5 ;所述的數(shù)據(jù)接收裝置包括位移信號接收器13和聲波信號接收器14 ;加載裝置包括傳動桿16和安裝在傳動桿16上的位移傳感器15，位移傳感器15通過導(dǎo)線連接位移信號接收器13 ;下聲發(fā)射傳感器10和上聲發(fā)射傳感器10.1通過導(dǎo)線連接聲波信號接收器14。剛性套筒I內(nèi)壁貼緊環(huán)形透水石11后推入制配完畢的土樣，剛性套筒I上、中、下各布設(shè)外封圈用于約束土樣上中下位移。土體一維固結(jié)過程傳動桿16接觸壓力帽2開始記錄位移時間函數(shù)關(guān)系曲線，同步驟下進行聲波發(fā)射14通過上下聲發(fā)射傳感器10進行波傳導(dǎo)，聲波接受器14記錄波型傳導(dǎo)變化曲線，上述過程中的位移時間函數(shù)與波型傳導(dǎo)函數(shù)建立擬合函數(shù)關(guān)系，數(shù)值分析得出聲發(fā)射測土固結(jié)過程理論關(guān)系。本實用新型的裝置測試方法如下:土體一維固結(jié)過程中記錄位移變化并建立位移時間函數(shù)曲線，x=kt，其中:x為豎向位移，t為時間，k為系數(shù)。與同步驟下一維聲發(fā)射傳感器發(fā)送、接受波型傳導(dǎo)變化曲線，
波型傳導(dǎo)函數(shù)關(guān)系，夂=.ph^p ，其中:Λ ts為橫波型時差，Atp為縱波型時差，
^ Δ + I Pb+Zu
P b為土體體積密度，X、Y、z為地區(qū)參數(shù)。通過兩個方程共同變量t建立擬合函數(shù)關(guān)系，添加邊界條件:t=o，x=o ；t=ts+tp,得出兩函數(shù)關(guān)系方程。位移與聲波波型變化數(shù)值函數(shù)關(guān)系，可用于無損測土理論基礎(chǔ)研 究的室內(nèi)試驗。通過土體一維固結(jié)過程中位移變化與同步一維聲發(fā)射波型傳導(dǎo)變化建立函數(shù)關(guān)系，用于無損測土理論基礎(chǔ)研究的室內(nèi)試驗，本實用新型可用于大中專院校巖土工程領(lǐng)域科研試驗。
權(quán)利要求1.一種深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置，其特征在于:它包括固結(jié)裝置和數(shù)據(jù)接收裝置和加載裝置；所述的固結(jié)裝置包括底座(3)、剛性套筒(I)、聲發(fā)射傳感器和壓力帽(2);底座(3)的底面上有若干環(huán)形卡槽(12),環(huán)形卡槽(12)中卡裝有封圈(6),封圈中安裝有下墊片(7)，下墊片(7)上安裝有下聲發(fā)射傳感器(10)，剛性套筒(I)的下部裝入封圈(6)中并坐落在下墊片(7)上；剛性套筒(I)的內(nèi)壁上有與內(nèi)壁緊密貼合的環(huán)壁的環(huán)形透水石(11 )，在剛性套筒(I)的上端部通過上墊片(8 )安裝有上聲發(fā)射傳感器(10.1)，下聲發(fā)射傳感器(10)與上聲發(fā)射傳感器(10.1)異向布置；上墊片(8)通過上封圈(4)安裝在剛性套筒(O的上端部；在上墊片(8)上還安裝有壓力帽(2);在筒壁的上下部各設(shè)有排水孔(9);在剛性套筒(I)中部裝設(shè)有用于約束土樣的外封圈(5);所述的數(shù)據(jù)接收裝置包括位移信號接收器(13)和聲波信號接收器(14);加載裝置包括傳動桿(16)和安裝在傳動桿(16)上的位移傳感器(15)，位移傳感器(15)通過導(dǎo)線連接位移信號接收器(13);下聲發(fā)射傳感器(10)和上聲發(fā)射傳感器(10.1)通過導(dǎo)線連接聲波信號接收器(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置，其特征在于:在所述的排水孔(9)為蜂窩狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深部土體固結(jié)參數(shù)的聲發(fā)射測試裝置，其特征在于:在下墊片(7)和上墊片(8)的中心位置均預(yù)留有孔洞，下聲發(fā)射傳感器(10)、上聲發(fā)射傳感器(10.1)分別安裝在下墊片(7)和上墊片(8)上的預(yù)留孔洞中。
專利摘要本實用新型公開了一種聲發(fā)射測土固結(jié)過程裝置，屬深部土體固結(jié)參數(shù)測試裝置。包括剛性套筒、底座、聲發(fā)射和壓力帽組成的固結(jié)裝置及位移、聲波接收器組成的數(shù)據(jù)接收裝置。固結(jié)裝置自下而上依次布置底座、墊片、封圈、上下聲發(fā)射傳感器、含土樣的剛性套筒、環(huán)形透水石、壓力蓋板。底座內(nèi)預(yù)設(shè)若干卡槽，上下墊片預(yù)留孔洞放入聲發(fā)射傳感器，含土樣的剛性套筒內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形透水石，筒壁設(shè)有側(cè)面排水孔，剛性套筒上中下各布設(shè)外封圈。數(shù)據(jù)接收裝置由位移接收器和聲波發(fā)射及接收器組成，各獨立工作。通過土體一維固結(jié)過程中位移變化與同步一維聲發(fā)射波型傳導(dǎo)變化建立函數(shù)關(guān)系，用于無損測土理論基礎(chǔ)研究的室內(nèi)試驗。
文檔編號G01N29/14GK203069557SQ201220710540
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者陶祥令, 劉輝, 王靜, 魏建軍, 劉聘, 徐新斌, 趙武, 涂強, 崔廷鋒, 徐志鵬, 路慶濤, 王琳 申請人:江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院