一種模擬樁土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器布設(shè)裝置的制造方法
【專利說明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于粧基工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種模擬粧土界面剪切試驗工藝，特別是一種模擬粧土界面剪切混凝土試樣表面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置。
[0002]【背景技術(shù)】:
靜壓粧在建筑工程中廣泛應(yīng)用，預(yù)制粧靜力壓入地基過程中，受到土阻力作用，粧與土密不可分，組成粧土體系，粧土體系的關(guān)鍵是粧土界面，粧側(cè)摩阻力的發(fā)揮就是通過粧土界面實現(xiàn)的。目前，粧土界面的試驗研究是對土體與模擬粧體的各種材料(包括鋼板，混凝土等)進行各種粧土界面剪切試驗，在改進的剪切儀上，把剪切儀的下盒換成預(yù)制混凝土試樣，盡量使試樣表面粗糙度與粧身表面相同，模擬混凝土粧，現(xiàn)有技術(shù)中通過埋設(shè)在混凝土試樣中微型“潛望鏡”裝置直接測出相對位移沿粧土界面的分布，而并未通過在混凝土試樣中埋設(shè)微型“傳感器”裝置，從而準(zhǔn)確推定粧土界面摩阻性能。因此為了對粧土界面的問題進行進一步試驗研究，通過改進現(xiàn)有測試技術(shù)，研發(fā)一種在粧土界面剪切混凝土試樣中埋設(shè)微型“傳感器”裝置及方法勢在必行。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種模擬粧土界面剪切混凝土試樣表面?zhèn)鞲衅鞑荚O(shè)裝置，通過在混凝土試樣表面預(yù)留和刻槽的方法，安裝微型傳感器，測出粧土界面應(yīng)力的發(fā)展變化。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括混凝土試樣、第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔、第一開孔、第二開孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽、微型光纖光柵應(yīng)變傳感器、微型硅壓阻式土壓力傳感器、微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器、鎧裝光纜、屏蔽防水導(dǎo)線、螺母和橡膠塞；混凝土試樣距離長邊軸線一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別預(yù)留兩個內(nèi)徑為22mm、高度為15mm的螺母，兩個螺母內(nèi)均放置一個直徑22mm、高度15mm的橡膠塞，兩個橡膠塞的中心位置分別開有直徑為6mm、深度為15mm的第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔，第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔的間距為200mm，預(yù)留深度18mm;混凝土試樣距離長邊軸線另一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別開有直徑為20mm、深度為1mm的第一開孔和第二開孔;混凝土試樣距離兩長邊邊緣50mm的兩邊分別開設(shè)深度3mm、寬度3mm的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均穿通混凝土試樣;第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔的中間位置分別開設(shè)深度10mm、寬度6mm的第三凹槽和第四凹槽;第一開孔和第二開孔的中間位置分別開設(shè)深度15mm、寬度6mm的第五凹槽和第六凹槽；第一凹槽和第二凹槽內(nèi)分別安裝有兩個為間距150mm的微型光纖光柵應(yīng)變傳感器，第一開孔和第二開孔內(nèi)安裝有微型硅壓阻式土壓力傳感器，微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器安裝在第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔內(nèi)；第一凹槽和第二凹槽內(nèi)的兩個微型光纖光柵應(yīng)變傳感器分別采用鎧裝光纜串聯(lián)，鎧裝光纜通過第一凹槽和第二凹槽引出，微型硅壓阻式土壓力傳感器和微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器分別連接屏蔽防水導(dǎo)線，屏蔽防水導(dǎo)線分別通過第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽引出。
[0005]本發(fā)明所述混凝土試樣的表面為尺寸規(guī)則的鋸齒凹凸；微型光纖光柵應(yīng)變傳感器的直徑為1mm，長度為1mm;微型娃壓阻式土壓力傳感器的直徑為20mm，高度為1mm;微型娃壓阻式孔隙水壓力傳感器的直徑為6mm，高度為15m;鎧裝光纜的直徑為3mm，屏蔽防水導(dǎo)線的直徑為5mm。
[0006]本發(fā)明對模擬粧土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器布設(shè)的具體過程為: 第一步、預(yù)制混凝土試樣，在距離混凝土試樣長邊軸線一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別預(yù)留兩個內(nèi)徑22mm、高度15mm的螺母，在螺母內(nèi)放置直徑22mm、高度15mm的橡膠塞，然后在橡膠塞中心位置鉆取直徑為6mm圓柱形孔洞，形成直徑6mm，深度15mm的第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔，第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔的間距200mm，預(yù)留深度18mm;
第二步、在距離混凝土試樣長邊軸線另一邊50mm處，用直徑為20mm開孔器開孔，形成直徑為20mm、深度為1mm的第一開孔和第二開孔；
第三步、在距離混凝土試樣兩長邊邊緣50mm的兩邊分別開設(shè)深度3mm、寬度3mm的通長第一凹槽和第二凹槽;在第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔中間位置，朝向混凝土試樣短邊方向開設(shè)深度10mm、寬度6mm的第三凹槽和第四凹槽;在第一開孔和開孔中間位置，朝向混凝土試樣短邊方向，開設(shè)深度15mm、寬度6mm的第五凹槽和第六凹槽；
第四步、將微型光纖光柵應(yīng)變傳感器植入第一凹槽和第二凹槽，鎧裝光纜從第一凹槽和第二凹槽引出；微型硅壓阻式土壓力傳感器放入第一開孔和第二開孔，微型硅壓阻式土壓力傳感器接觸面與混凝土試樣表面齊平;微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器放入第一螺母橡膠預(yù)留孔和第二螺母橡膠預(yù)留孔，微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器與第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔及混凝土試樣表面齊平，第一螺母橡膠預(yù)留孔、第二螺母橡膠預(yù)留孔的底部留有3mm深度;微型硅壓阻式土壓力傳感器和微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導(dǎo)線分別從第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽、第六凹槽引出。
[0007]第五步、用環(huán)氧樹脂把第一開孔、第二開孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽全部封裝，第一開孔、第二開孔、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽封裝面與混凝土試樣表面齊平，完成對模擬粧土界面剪切混凝土試樣表面微型傳感器的布設(shè)。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實現(xiàn)粧土界面剪切混凝土試樣表面安裝微型傳感器，能夠為粧土界面剪切模擬試驗系統(tǒng)成批地、簡易地、高質(zhì)量地制作滿足試驗設(shè)計的混凝土試樣，從而大大提高試驗效率，節(jié)約試驗成本，并能獲得大量的粧土界面應(yīng)力試驗數(shù)據(jù)，利于粧土界面試驗的深入研究。
[0009]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明涉及的微型光纖光柵應(yīng)變傳感器剖面原理示意圖。
[0011 ]圖3為本發(fā)明涉及的微型硅壓阻式土壓力傳感器剖面原理示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明涉及的微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器剖面原理示意圖。
[0013]【具體實施方式】:
下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0014]
實施例:
本實施例的主體結(jié)構(gòu)包括混凝土試樣1、第一螺母橡膠預(yù)留孔2、第二螺母橡膠預(yù)留孔
3、第一開孔4、第二開孔5、第一凹槽6、第二凹槽7、第三凹槽8、第四凹槽9、第五凹槽10、第六凹槽11、微型光纖光柵應(yīng)變傳感器12、微型硅壓阻式土壓力傳感器13、微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器14、鎧裝光纜15、屏蔽防水導(dǎo)線16、螺母17和橡膠塞18;混凝土試樣I距離長邊軸線一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別預(yù)留兩個內(nèi)徑為22mm、高度為15mm的螺母17，兩個螺母17內(nèi)均放置一個直徑22mm、高度15mm的橡膠塞18，兩個橡膠塞18的中心位置分別開有直徑為6mm、深度為15mm的第一螺母橡膠預(yù)留孔2和第二螺母橡膠預(yù)留孔3，第一螺母橡膠預(yù)留孔2和第二螺母橡膠預(yù)留孔3的間距為200mm，預(yù)留深度18mm;混凝土試樣I距離長邊軸線另一邊50mm、短邊邊緣150mm的兩端分別開有直徑為20mm、深度為1mm的第一開孔4和第二開孔5;混凝土試樣I距離兩長邊邊緣50mm的兩邊分別開設(shè)深度3mm、寬度3mm的第一凹槽6和第二凹槽7，第一凹槽6和第二凹槽7均穿通混凝土試樣I;第一螺母橡膠預(yù)留孔2和第二螺母橡膠預(yù)留孔3的中間位置分別開設(shè)深度10mm、寬度6mm的第三凹槽8和第四凹槽9;第一開孔4和第二開孔5的中間位置分別開設(shè)深度15mm、寬度6mm的第五凹槽10和第六凹槽11;第一凹槽6和第二凹槽7內(nèi)分別安裝有兩個為間距150mm的微型光纖光柵應(yīng)變傳感器12，第一開孔4和第二開孔5內(nèi)安裝有微型硅壓阻式土壓力傳感器13，微型硅壓阻式孔隙水壓力傳感器14安裝在第一螺母橡膠預(yù)留孔2和第二螺母橡膠預(yù)留孔3內(nèi)；第一凹槽6和第二凹槽7內(nèi)