本發(fā)明涉及路基壓實(shí)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種平板載荷測(cè)試儀及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

平板載荷試驗(yàn)是用于檢測(cè)路基壓實(shí)質(zhì)量的常用方法，主要包括地基系數(shù)K30試驗(yàn)及二次變形模量Ev2試驗(yàn)。傳統(tǒng)的平板載荷試驗(yàn)方法是通過(guò)對(duì)不同直徑承載板多次加載或卸載，根據(jù)其荷載及下沉量關(guān)系判斷土體壓實(shí)質(zhì)量。目前市場(chǎng)上的平板載荷測(cè)試儀以機(jī)械式為主。

對(duì)于機(jī)械式平板載荷測(cè)試儀而言，在測(cè)試點(diǎn)放置有承載板、千斤頂、加長(zhǎng)桿等組件，并連接帶壓力表的手動(dòng)液壓泵，將支撐梁對(duì)稱放置在承載板兩端，在承載板上安裝測(cè)表固定支架并固定下沉量測(cè)表，手動(dòng)逐級(jí)加壓并觀察位移表的顯示數(shù)據(jù)，記錄在測(cè)試表格中，測(cè)試完成后須手動(dòng)計(jì)算測(cè)試結(jié)果。

但是該種平板在和測(cè)試儀需要兩個(gè)沉降量測(cè)表才能夠完成測(cè)量，因此會(huì)增加測(cè)試過(guò)程中的設(shè)備成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種平板載荷測(cè)試儀及其測(cè)試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中平板載荷測(cè)試儀需要兩個(gè)沉降量測(cè)表才能夠完成測(cè)量的問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種平板載荷測(cè)試儀，包括：承載板，放置于待測(cè)路基上；反力裝置，設(shè)置在承載板的上方；頂緊裝置，頂緊設(shè)置在承載板與反力裝置之間；測(cè)量臂，測(cè)量臂的一端設(shè)置在承載板上，另一端懸空；支撐架，支撐架從測(cè)量臂的懸空端延伸至測(cè)量臂的中部，支撐架的兩端支撐有支撐座，支撐架伸出支撐座外，并通過(guò)杠桿支點(diǎn)連接在測(cè)量臂上；沉降量測(cè)表，設(shè)置在支撐架上，沉降量測(cè)表的量測(cè)端連接至測(cè)量臂的懸空端端部。

優(yōu)選地，支撐架靠近杠桿支點(diǎn)的一端設(shè)置有兩個(gè)支撐座，兩個(gè)支撐座對(duì)稱設(shè)置在支撐架的兩側(cè)。

優(yōu)選地，沉降量測(cè)表設(shè)置在兩端支撐座之間的支撐架的中部。

優(yōu)選地，平板載荷測(cè)試儀還包括壓力傳感器，壓力傳感器設(shè)置在承載板中部。

優(yōu)選地，平板載荷測(cè)試儀還包括控制器和顯示器，壓力傳感器和沉降量測(cè)表電連接至控制器，控制器連接至顯示器。

優(yōu)選地，平板載荷測(cè)試儀還包括有數(shù)據(jù)傳輸接口，數(shù)據(jù)傳輸接口電連接至控制器。

優(yōu)選地，平板載荷測(cè)試儀還包括藍(lán)牙打印機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述的平板載荷測(cè)試儀的測(cè)試方法，包括：預(yù)加載荷，T1時(shí)間后卸載；在T2時(shí)間后以aMpa的增量逐級(jí)加載，并在加載后的測(cè)試數(shù)據(jù)滿足要求時(shí)，保存壓力和位移數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行下一級(jí)荷載；當(dāng)總下沉量到達(dá)設(shè)定值且加載級(jí)數(shù)大于b，計(jì)算地基系數(shù)并顯示出來(lái)。

優(yōu)選地，測(cè)試數(shù)據(jù)要求包括：每增加一級(jí)荷載，1min內(nèi)的沉降量不大于該級(jí)荷載產(chǎn)生的沉降量的1％。

優(yōu)選地，按照如下公式計(jì)算地基系數(shù)：

K_s＝σ_s/S_s

其中K_s為地基系數(shù)，σ_s為曲線中下沉基準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的荷載，S_s為下沉基準(zhǔn)值。

本發(fā)明的平板載荷測(cè)試儀包括：承載板，放置于待測(cè)路基上；反力裝置，設(shè)置在承載板的上方；頂緊裝置，頂緊設(shè)置在承載板與反力裝置之間；測(cè)量臂，測(cè)量臂的一端設(shè)置在承載板上，另一端懸空；支撐架，支撐架從測(cè)量臂的懸空端延伸至測(cè)量臂的中部，支撐架的兩端支撐有支撐座，支撐架伸出支撐座外，并通過(guò)杠桿支點(diǎn)連接在測(cè)量臂上；沉降量測(cè)表，設(shè)置在支撐架上，沉降量測(cè)表的量測(cè)端連接至測(cè)量臂的懸空端端部。該平板載荷測(cè)試儀將承載板中心位移采用杠桿方式轉(zhuǎn)移到位移測(cè)試裝置的另一端，將沉降量測(cè)表設(shè)置在支撐架上，通過(guò)測(cè)試測(cè)量臂相對(duì)于支撐架的移動(dòng)來(lái)測(cè)量承載板中心位移，只需要一個(gè)沉降量測(cè)表即可完成測(cè)量，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且成本更低。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的平板載荷測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的平板載荷測(cè)試儀的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的平板載荷測(cè)試儀的控制結(jié)構(gòu)原理圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的平板載荷測(cè)試儀的測(cè)試方法流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、承載板；2、反力裝置；3、頂緊裝置；4、測(cè)量臂；5、支撐架；6、支撐座；7、沉降量測(cè)表；8、壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

在以下詳細(xì)描述中，提出大量特定細(xì)節(jié)，以便于提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，即使沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)也可實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，沒(méi)有詳細(xì)描述眾所周知的方法、過(guò)程、組件和電路，以免影響對(duì)本發(fā)明的理解。

參見(jiàn)圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，平板載荷測(cè)試儀包括：承載板1，用于放置于待測(cè)路基上；反力裝置2，設(shè)置在承載板1的上方；頂緊裝置3，頂緊設(shè)置在承載板1與反力裝置2之間；測(cè)量臂4，測(cè)量臂4的一端設(shè)置在承載板1上，另一端懸空；支撐架5，支撐架5從測(cè)量臂4的懸空端延伸至測(cè)量臂4的中部，支撐架5的兩端支撐有支撐座6，支撐架5伸出支撐座6外，并通過(guò)杠桿支點(diǎn)連接在測(cè)量臂4上；沉降量測(cè)表7，設(shè)置在支撐架5上，沉降量測(cè)表7的量測(cè)端連接至測(cè)量臂4的懸空端端部。該頂緊裝置3例如為千斤頂，也可以為其他的升降頂緊裝置，例如油缸或者氣缸等。當(dāng)千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度不夠時(shí)，可以在千斤頂?shù)捻敳吭黾蛹娱L(zhǎng)桿，從而保證千斤頂與反力裝置2之間頂緊接觸。千斤頂通過(guò)手動(dòng)液壓泵提供液壓頂緊作用力。

該平板載荷測(cè)試儀將承載板中心位移采用杠桿方式轉(zhuǎn)移到位移測(cè)試裝置也即測(cè)量臂4的另一端，將沉降量測(cè)表7設(shè)置在支撐架5上，通過(guò)測(cè)試測(cè)量臂4相對(duì)于支撐架5的移動(dòng)來(lái)測(cè)量承載板中心位移，只需要一個(gè)沉降量測(cè)表7即可完成測(cè)量，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且成本更低。

支撐架5靠近杠桿支點(diǎn)的一端設(shè)置有兩個(gè)支撐座6，兩個(gè)支撐座6對(duì)稱設(shè)置在支撐架5的兩側(cè)。兩個(gè)支撐座6可以對(duì)支撐架5形成更加穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，而且可以通過(guò)兩個(gè)支撐座6在支撐架5兩側(cè)所形成的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量臂4的設(shè)置形成避讓，避免支撐座6與測(cè)量臂4之間發(fā)生干涉，保證地基系數(shù)量測(cè)的順利完成。

沉降量測(cè)表7設(shè)置在兩端支撐座6之間的支撐架5的中部，能夠使得沉降量測(cè)表7對(duì)于支撐架5和測(cè)量臂4之間的相對(duì)位移測(cè)量更加準(zhǔn)確可靠，偏差更小，有效保證地基系數(shù)的測(cè)量精度。

平板載荷測(cè)試儀還包括壓力傳感器8，壓力傳感器8設(shè)置在承載板1中部。該壓力傳感器能夠?qū)ηЫ镯斖ㄟ^(guò)反力裝置2施加給承載板1的壓緊作用力進(jìn)行量測(cè)，從而為后續(xù)的計(jì)算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

平板載荷測(cè)試儀還包括控制器和顯示器，壓力傳感器8和沉降量測(cè)表7電連接至控制器，控制器連接至顯示器。控制器可以對(duì)壓力傳感器8和沉降量測(cè)表7所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸并顯示在顯示器上，使得用戶能夠快速獲取相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)，在測(cè)試完成后即可顯示測(cè)試結(jié)果，曲線加數(shù)字實(shí)時(shí)顯示，無(wú)需手工計(jì)算，簡(jiǎn)單快捷。該顯示器優(yōu)選地為液晶顯示器，該液晶顯示器選用高點(diǎn)陣模塊，在測(cè)試結(jié)果界面不僅顯示測(cè)試的位移數(shù)據(jù)，同時(shí)顯示一幅位移隨時(shí)間變化的曲線，便于工作人員對(duì)工程質(zhì)量的判斷。沉降量測(cè)表7安裝在測(cè)試裝置支架中部，使用信號(hào)線連接壓力傳感器和控制器，手動(dòng)操作液壓泵分級(jí)加壓進(jìn)行試驗(yàn)，控制器記錄加壓下的位移變形，并進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。

在平板載荷測(cè)試儀內(nèi)還設(shè)置有存儲(chǔ)器，能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)以及計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以便在需要時(shí)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)閱查看，操作更加方便。

平板載荷測(cè)試儀還包括有數(shù)據(jù)傳輸接口，數(shù)據(jù)傳輸接口電連接至控制器。該數(shù)據(jù)傳輸接口例如為USB接口，可以方便用戶采用具有USB接口的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝等操作，便于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和利用。

優(yōu)選地，平板載荷測(cè)試儀還包括藍(lán)牙打印機(jī)，藍(lán)牙打印機(jī)采用藍(lán)牙無(wú)線通訊技術(shù)，抗干擾能力較強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，低輻射，沒(méi)有方向性要求，現(xiàn)場(chǎng)即可打印測(cè)試數(shù)據(jù)，高效方便。

在平板載荷測(cè)試儀內(nèi)置有大容量鋰電池，使得平板載荷測(cè)試儀能夠便攜，增加了平板載荷測(cè)試儀的易用性。大容量鋰電池可以增加使用儀器使用壽命，降低對(duì)環(huán)境的污染，環(huán)保，使得平板載荷測(cè)試儀的整體結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，便攜。

結(jié)合參見(jiàn)圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種上述的平板載荷測(cè)試儀的測(cè)試方法包括：預(yù)加載荷，T1時(shí)間后卸載；在T2時(shí)間后以aMpa的增量逐級(jí)加載，并在加載后的測(cè)試數(shù)據(jù)滿足要求時(shí)，保存壓力和位移數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行下一級(jí)荷載；每級(jí)載荷穩(wěn)定時(shí)間不少于3min，當(dāng)總下沉量到達(dá)設(shè)定值且加載級(jí)數(shù)大于b，計(jì)算地基系數(shù)并顯示出來(lái)。此處的T1例如為30s，T2例如為30s，a例如為0.04，b例如為5，下沉量基準(zhǔn)值設(shè)定值例如為1.25mm。當(dāng)然，上述數(shù)值也可以根據(jù)需要設(shè)定為其他數(shù)值。

測(cè)試數(shù)據(jù)要求包括：每增加一級(jí)荷載，1min內(nèi)的沉降量不大于該級(jí)荷載產(chǎn)生的沉降量的1％。

按照如下公式計(jì)算地基系數(shù)：

K_s＝σ_s/S_s

其中K_s為地基系數(shù)，σ_s為曲線中下沉基準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的荷載，S_s為下沉基準(zhǔn)值。

其中S＝a₀+a₁*σ+a₂*σ²+……

σ為承載板荷載MPa，S為承載板中心沉降量mm，a₀為常數(shù)項(xiàng)mm，a₁為一次項(xiàng)系數(shù)mm/MPa，a₂為二次項(xiàng)系數(shù)mm/MPa²。

該曲線方程的系數(shù)是將測(cè)試值按最小二乘法計(jì)算得到的。用于計(jì)算系數(shù)的方程式為：

其中σ₁，S₁；σ₂，S₂；σ_n……S_n，分別為每級(jí)荷載和相應(yīng)的承載板中心沉降量測(cè)試值。

擬合得到a₀，a₁，a₂后，下沉基準(zhǔn)計(jì)算公式計(jì)算中心沉降標(biāo)準(zhǔn)值1.25mm對(duì)應(yīng)的荷載值，按照上述公式計(jì)算地基系數(shù)。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。