一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置及方法，其包括連接桿、置盒盤、套管和密封蓋。連接桿為中空螺紋桿，可以通過套管組合不同長度的連接桿至設計長度；置盒盤可通過定位螺母調節(jié)土壓力盒的測量位置；密封蓋用于密封連接桿的頂端和底端。該方法首先通過定位螺母將置盤盒固定在第一節(jié)連接桿上，并調整至設計測量位置；然后采用焊接的方式將土壓力盒固定在置盒盤的置盒區(qū)；隨著填土高度的增加，通過套管將第二節(jié)連接桿與第一節(jié)連接桿連接固定，并安裝土壓力盒；以此類推，最后達到設計填筑高度后，將所有導線從總線孔引出，并安裝頂蓋進行密封。本發(fā)明整體結構簡單，操作方便，使用效果良好，有效地保證了土壓力盒埋設的精度要求。
【專利說明】
一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置及方法，屬于現(xiàn)場施工監(jiān)測技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國鐵路、公路、土石壩等基礎設施工程建設的不斷推進，填方工程中的應力、變形等的長期監(jiān)測成為設計優(yōu)化、施工控制以及養(yǎng)護維修的主要數(shù)據(jù)來源。其中，應力的監(jiān)測通常依賴于埋設于土體中的土壓力盒?，F(xiàn)有技術中，填方工程土壓力盒的埋設一般采用直接將土壓力盒埋入填土中的方法，而該方法存在土壓力盒隨填土沉降而沉降，以至于土壓力盒的受力方式及其所在位置發(fā)生變化，導致監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差大、失效等問題。因此，迫切需要一種測量數(shù)據(jù)準確、埋設便捷的土壓力盒埋設裝置及方法來解決上述問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是為填方工程提供一種結構簡單、易于連接和埋設并且可以為土壓力盒底面提供固定端，從而保證其位置精度的土壓力盒裝置及方法。
[0004]為解決上述技術問題，本裝置所采取的技術方案是:一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其關鍵技術在于:其包括至少兩根連接桿、用于承托土壓力盒并調整其位置的置盒盤、用于連接兩相鄰連接桿的套管以及用于密封連接桿的密封蓋;置盒盤設于連接桿上；
所述連接桿為一中空螺紋桿，所述中空螺紋桿中部設有分線孔，頂端設有總線孔；
所述置盒盤為一矩形盤，所述矩形盤上設有定位孔以及用于承托土壓力盒的置盒區(qū)，所述矩形盤上、下方分別設有用于定位和調位土壓力盒位置的定位螺母；
所述密封蓋包括位于連接桿頂端的頂蓋、底端的底蓋。
[0005]優(yōu)選的，所述中空螺紋桿、矩形盤、定位螺母和套管均為不銹鋼材質。
[0006]優(yōu)選的，所述連接桿為內徑45mm、壁厚5mm、螺距4.5mm的標準配件，有0.3m、0.5m和
1.0m三種標準長度。
[0007]優(yōu)選的，所述分線孔長1cm?20cm，寬為lcm。
[0008]優(yōu)選的，所述土壓力盒的導線分別通過分線孔和總線孔穿引至本裝置的頂端。
[0009]優(yōu)選的，所述套管為內螺紋不銹鋼管，其高度為10cm。
[0010]優(yōu)選的，所述置盒盤上的定位孔和定位螺母與中空螺紋桿匹配;所述置盒盤上的置盒區(qū)用于放置土壓力盒的盒體。
[0011]優(yōu)選的，所述土壓力盒的盒體采用焊接的方式固定在置盒盤上的置盒區(qū)。
[0012]優(yōu)選的，所述密封蓋為薄壁空心單端封閉的橡膠管，其外徑與中空螺紋桿的內徑相同。
[0013]本發(fā)明土壓力盒埋設方法為:
I)填方工程進行時，首先取一段連接桿，用密封蓋對中空螺紋桿底部進行密封，將已焊接至置盒盤置盒區(qū)的土壓力盒整體通過的矩形盤上的定位孔與連接桿相連，然后用定位螺母調節(jié)至測量深度并固定好，將土壓力盒上的導線通過連接桿中部分線孔從連接桿內部引出，并埋入土中；
2)該層填方完成后，用套管連接下一節(jié)連接桿，并安裝下一個已焊接至置盒盤的土壓力盒，隨著填土高度的升高，增加連接桿并固定和埋設土壓力盒，達到設計填筑高度后，將所有的土壓力盒導線通過頂端連接桿頂部的總線孔引出，并安裝密封蓋對連接桿頂部進行密封；
本發(fā)明的土壓力盒埋設過程隨填土高度增加逐步完成，要保證埋設精度需保證置盒盤用定位螺母緊密固定。
[0014]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:
1、本發(fā)明設置了連接桿、套管、置盒盤、以及密封蓋，其中，連接桿為中空螺紋桿，有3種長度可供選擇，可以通過套管組合不同長度的連接桿至設計長度;置盒盤用于承托土壓力盒，可通過定位螺母調節(jié)土壓力盒的測量位置;密封蓋用于密封連接桿的頂端和底端，以防止施工過程的破壞。其整體結構簡單，操作方便，使用效果良好，有效地保證了土壓力盒埋設的精度要求。
[0015]2、本裝置為土壓力盒底面提供了固定端，從而防止了由于填土沉降等因素導致的土壓力盒位置下移、傾斜等問題的出現(xiàn)，保證了上覆土壓力的精確測量，減少了誤差。
[0016]3、本裝置連接桿采用0.3m,0.5m和1.0m三種長度標準，易于批量生產，且可適應現(xiàn)場填土高度的變化，有效的節(jié)約了試驗時間。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
圖2為連接桿的示意圖；
圖3為置盒盤的不意圖；
圖4為使用本裝置前土壓力盒的受力情況示意圖；
圖5為使用本裝置后土壓力盒的受力情況示意圖；
圖6是三種位置的土壓力盒測試同一高度處粉土在分級堆載條件下的土壓力值試驗示意圖；
圖7是圖6的測試結果示意圖；
其中，1、連接桿，1-1、中空螺紋桿，1-2、分線孔，1-3總線孔;2、置盒盤，2-1、矩形盤，2-
2、定位孔，2-3、置盒區(qū)，2-4、定位螺母;3、套管;4-1、頂蓋，4-2、底蓋;5、土壓力盒，5-1盒體，5-2、導線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0019]參見附圖1-附圖3，本實施例包括至少兩根連接桿1、用于承托土壓力盒5并調整其位置的置盒盤2、用于連接兩相鄰連接桿I的套管3以及用于密封連接桿I的密封蓋;置盒盤2設于連接桿I上;所述套管3為內螺紋不銹鋼管，用于組合連接不同長度的連接桿I，其高度為10cm。
[0020]所述連接桿I為一中空螺紋桿1-1，所述中空螺紋桿1-1中部設有分線孔1-2，中空螺紋桿1-1桿身的頂部設有總線孔1-3。
[0021]所述置盒盤2為一矩形盤2-1，所述矩形盤2-1上設有定位孔2-2以及用于承托土壓力盒5的置盒區(qū)2-3，所述矩形盤2-1上、下方分別設有用于定位和調位土壓力盒5位置的定位螺母2-4;
所述密封蓋包括位于連接桿I頂端的頂蓋4-1、底端的底蓋4-2。所述密封蓋為薄壁空心單端封閉的橡膠管，其外徑與連接桿I的內徑相同。
[0022]所述置盒盤2上的定位孔2-2和定位螺母2-4與中空螺紋桿1-1匹配，用于固定置盒盤2并調整位置。所述置盒盤2上的置盒區(qū)2-3用于放置土壓力盒5的盒體5-1。所述土壓力盒5的盒體5-1采用焊接的方式固定在置盒盤2上的置盒區(qū)2-3。
[0023]參見附圖4和附圖5，傳統(tǒng)土壓力傳感器的工作原理是以牛頓第三定律為理論依據(jù)，即土壓力傳感器反應的是土壓力的反作用力。目前土壓力傳感器的埋設方法是直接將土壓力傳感器放置于土層中，當上部土壓力發(fā)生變化產生土壓力N，上部土層土壓力作用于土壓力傳感器上，土壓力傳感器同時將應力傳遞給其下部土層，導致下部土層沉降，其作用力為F，那么土壓力盒所反映的反作用力N'為N'=N-F，即土壓力傳感器反應的土壓力要小于實際土壓力，原理如圖4所示。因此，我們將土壓力傳感器一端固定，使得土壓力傳感器完全反應出上部土壓力N的變化，S卩N=N'，原理如圖5所示。
[0024]實施例1
新建路基土壓力盒埋設裝置土壓力盒埋設方法過程為:
填方工程進行時，首先取一段連接桿I，用密封蓋4-2對中空螺紋桿1-1底部進行密封，將封閉好的連接桿I埋入土中一定深度后，將已焊接至置盒盤2置盒區(qū)2-3的土壓力盒5整體通過矩形盤2-1上的定位孔2-2與連接桿I相連，然后用定位螺母2-4調節(jié)至測量深度固定好，將土壓力盒5上的導線通過連接桿I中部分線孔1-2從連接桿I內部引出，該層填方完成后，用套管3連接下一節(jié)連接桿I，并安裝下一個已焊接至置盒盤2的土壓力盒5，隨著填土高度的升高，增加連接桿I并固定和埋設土壓力盒5，達到設計填筑高度后，將所有的土壓力盒導線5-2通過頂端連接桿頂部的總線孔1-3引出，并安裝頂蓋4-1對連接桿I頂部進行密封。
[0025]為了驗證整個測試裝置的可行性，進行了室內試驗模擬，如圖6所示，試驗采用三種位置的土壓力盒測試同一高度處粉土在分級堆載條件下的土壓力值。其中，土壓力盒A直接埋設于土中，土壓力盒B采用本裝置埋設，土壓力盒C置于支撐臺座上(用于驗證本裝置的可行性)，試驗結果見圖7，通過圖7可知，通過本裝置測量的準確性更高。
【主權項】
1.一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:其包括至少兩根連接桿(I)、用于承托土壓力盒(5)并調整其位置的置盒盤(2)、用于連接兩相鄰連接桿(I)的套管(3)以及用于密封連接桿(I)的密封蓋;置盒盤(2)設于連接桿(I)上； 所述連接桿(I)為一中空螺紋桿(1-1)，所述中空螺紋桿(1-1)中部設有分線孔(1-2)，頂端設有總線孔(1-3); 所述置盒盤(2)為一矩形盤(2-1)，所述矩形盤(2-1)上設有定位孔(2-2)以及用于承托土壓力盒(5)的置盒區(qū)(2-3)，所述矩形盤(2-1)上、下方分別設有用于定位和調位土壓力盒(5)位置的定位螺母(2-4); 所述密封蓋包括位于連接桿(I)頂端的頂蓋(4-1)、底端的底蓋(4-2)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述中空螺紋桿(1-1)、矩形盤(2-1)、定位螺母(2-4)和套管(3)均為不銹鋼材質。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述連接桿(I)為內徑45mm、壁厚5mm、螺距4.5mm的標準配件，有0.3m、0.5m和1.0m三種標準長度。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述分線孔(1-2)長1cm?20cm，寬為I cm。5.根據(jù)權利要求3所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述土壓力盒(5)的導線(5-2)分別通過分線孔(1-2)和總線孔(1-3)穿引至本裝置的頂端。6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述套管(3)為內螺紋不銹鋼管，其高度為1cm07.根據(jù)權利要求1所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述置盒盤(2 )上的定位孔(2-2 )和定位螺母(2-4 )與中空螺紋桿(1-1)匹配;所述置盒盤(2 )上的置盒區(qū)(2-3)用于放置土壓力盒(5)的盒體(5-1)。8.根據(jù)權利要求7所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述土壓力盒(5)的盒體(5-1)采用焊接的方式固定在置盒盤(2)上的置盒區(qū)(2-3)。9.根據(jù)權利要求1所述的一種用于填方工程的土壓力盒埋設裝置，其特征在于:所述密封蓋(4)為薄壁空心單端封閉的橡膠管，其外徑與中空螺紋桿(1-1)的內徑相同。10.權利要求1-9任一項所述的土壓力盒埋設裝置的埋設方法，其特征在于: 1)填方工程進行時，首先取一段連接桿(1)，用底蓋(4-2)對中空螺紋桿(1-1)底部進行密封，將已焊接至置盒區(qū)(2-3)的土壓力盒(5)整體通過矩形盤(2-1)上的定位孔(2-2)與連接桿(I)相連，然后用定位螺母(2-4)調節(jié)至設計測量位置并固定好，將土壓力盒上的導線(5-2)通過連接桿(I)中部分線孔(1-2)從連接桿(I)內部引出，并埋入土中； 2)該層填方完成后，用套管(3)連接下一節(jié)連接桿(I)，并安裝下一個已焊接至置盒盤(2)上的土壓力盒(5)，隨著填土高度的升高，增加連接桿(I)并固定和埋設土壓力盒(5)，達到設計填筑高度后，將所有的土壓力盒導線(5-2)通過連接桿(I)頂部的總線孔(1-3)引出，并安裝頂蓋(4-1)對連接桿(I)頂部進行密封;填方工程進行過程中，及時測量填土壓力。
【文檔編號】G01L1/26GK106052916SQ201610640739
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610640739.8, CN 106052916 A, CN 106052916A, CN 201610640739, CN-A-106052916, CN106052916 A, CN106052916A, CN201610640739, CN201610640739.8
【發(fā)明人】王天亮, 段海鵬, 王海航, 杜晨祥, 李楠, 席鵬博, 閆曉建
【申請人】石家莊鐵道大學