一種室內模型樁樁身光纖光柵和樁土界面傳感器布設裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于樁基工程技術領域，涉及一種室內模型樁樁身光纖光柵和樁土界面傳感器布設裝置，模型樁的外側壁上均勻開有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽內安裝有采用鎧裝光纜串聯的光纖光柵傳感器，第三凹槽和第三凹槽分別安裝有鎧裝光纜串聯的硅壓阻式土壓力傳感器和屏蔽防水導線串聯的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器；模型樁的底部開有開孔，開孔內安裝有測頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器，開孔余第二凹槽之間開有第四凹槽，其結構簡單，操作簡便，高效快捷，節約成本，可在室內模型試驗測試樁身內力和樁土界面應力時廣泛應用。
【專利說明】
一種室內模型樁樁身光纖光柵和樁土界面傳感器布設裝置
技術領域
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[0001 ]本實用新型屬于粧基工程技術領域，涉及一種室內模型粧粧身內力和粧土界面土壓力及水壓力測試設備，特別是一種室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器布設裝置。
【背景技術】
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[0002]中國是靜壓粧“大國”，靜壓粧用量巨大，在建設工程中占有很大的比重，迫切需要靜壓粧技術的提高，為了更好的從細觀上研究靜壓粧全時程受力，需要同時揭示粧身內力和粧土界面應力的全部發展變化。按測試試驗類型，靜壓粧的試驗測試，可分為室內模型試驗和原位試驗，室內模型試驗成本較低，試驗條件容易控制，可以較好的模擬現場的工程情況，也可以更直觀的反映沉粧過程中粧身內力和粧土界面應力的變化情況，原位試驗可以測定難于取得不擾動土樣的有關工程力學性質，可避免取樣過程中應力釋放的影響;但是各種原位測試有其適用條件，有些理論往往建立在統計經驗的關系上等，影響原位測試成果的因素較為復雜，使得對測定值的準確判定造成一定的困難，中國專利201510690779.9公開了一種粧土界面土和孔隙水壓力測試裝置及方法，但是該裝置及方法僅適用于現場粧土界面土壓及水壓力的測試，未針對室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面土壓及水壓傳感器布設裝置及方法進行詳細開發研究。因此，基于室內模型試驗，開發一種室內模型粧粧基內力、粧土界面土壓及水壓力傳感器布設裝置及方法成為一個刻不容緩的工作。
【發明內容】
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[0003]本實用新型的發明目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面土壓及水壓傳感器布設裝置，通過在模型粧粧身表面機械開槽，在槽體內安裝傳感器，可以同時測試粧身內力和粧土界面應力的發展變化，更好的從細觀上研究靜壓粧全時程受力。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的主體結構包括模型粧、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、開孔、光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器、鎧裝光纜和屏蔽防水導線;模型粧的外側壁上均勻開有豎向的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽內安裝有采用鎧裝光纜串聯的光纖光柵傳感器，第三凹槽和第三凹槽分別安裝有鎧裝光纜串聯的硅壓阻式土壓力傳感器和屏蔽防水導線串聯的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器;模型粧的底部開有開孔，開孔內安裝有測頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器，開孔余第二凹槽之間開有第四凹槽，開孔內的硅壓阻式土壓力傳感器采用鎧裝光纜通過第四凹槽進入第二凹槽，并從模型粧頂部引出；第三凹槽內底部的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器測頭朝下，串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導線通過第三凹槽后從模型粧頂部引出。
[0005]本實用新型所述模型粧采用POM實心圓棒，POM強度、剛度高，力學性能優異，符合本裝置的測試要求；光纖光柵傳感器采用微型光纖光柵應變傳感器，直徑為Imm，長度為10mm，第一凹槽的深度為6mm，寬度為6mm;硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器均采用微型硅壓阻式壓力傳感器，自身封裝形式為將硅應變片用玻璃粉直接燒結在金屬膜片上構成燒結型壓力傳感器;娃壓阻式土壓力傳感器的直徑為20mm，高度為10mm，銷裝光纜的直徑為3mm，第二凹槽的深度為15mm，寬度為20mm，第四凹槽的深度為5mm，寬度為3mm ；娃壓阻式孔隙水壓力傳感器的直徑為6_，高度為15mm，屏蔽防水導線的直徑為5_，第三凹槽的深度為20mm，寬度為6mm。
[0006]本實用新型對室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器布設的具體過程為:
[0007](I )、將模型粧截面3等分，分別進行機械開槽，形成第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，在模型粧粧端底部用開口器開口，形成開孔，開孔與第二凹槽中間開槽，形成第四凹槽；
[0008](2)、分別在第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽內底部放入一層植筋膠，先將光纖光柵傳感器植入在第一凹槽的1/2深度處，相鄰的光纖光柵傳感器之間用鎧裝光纜等間距150mm串聯;再將采用鎧裝光纜等間距150mm串聯的硅壓阻式土壓力傳感器和采用屏蔽防水導線等間距150mm串聯的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器分別植入第二凹槽和第三凹槽內，同時保證硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器接觸面與模型粧表面齊平;光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器距離模型粧頂部和底部均為50mm;串聯硅壓阻式土壓力傳感器的鎧裝光纜和串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導線均布設在相應傳感器下面；
[0009](3)、在開孔內放入硅壓阻式土壓力傳感器，且測頭朝下，保證硅壓阻式土壓力傳感器的接觸面與模型粧的粧端底部齊平，串聯硅壓阻式土壓力傳感器的鎧裝光纜通過第四凹槽進入第二凹槽底部，以便鎧裝光纜出線;在模型粧粧端底部第三凹槽內放入硅壓阻式孔隙水壓力傳感器，且測頭朝下，保證硅壓阻式孔隙水壓力傳感器接觸面與粧端底部齊平，串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導線進入第三凹槽底部，以便屏蔽防水導線出線;第一凹槽、第二凹槽內的鎧裝光纜和第三凹槽內的屏蔽防水導線均在距離模型粧頂部30mm出線；
[0010](5 )、用植筋膠將第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽全部封裝，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽的封裝面與模型粧表面齊平，凹槽封裝面與模型粧粧端底部齊平，完成室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器的布設。
[0011]本實用新型與現有技術相比，實現了室內同時測試粧身內力和粧土界面應力的方法，其結構簡單，操作簡便，高效快捷，節約成本，可在室內模型試驗測試粧身內力和粧土界面應力時廣泛應用。
【附圖說明】
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[0012]圖1為本實用新型的主體結構原理示意圖。
[0013]圖2為本實用新型涉及的凹槽、開孔模型粧的俯視結構原理示意圖。
[0014]圖3為本實用新型涉及的光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力計傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器模型粧的俯視結構原理示意圖。
【具體實施方式】
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[0015]下面通過實施例并結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
[0016]實施例:
[0017]本實施例的主體結構包括模型粧1、第一凹槽2、第二凹槽3、第三凹槽4、第四凹槽
5、開孔6、光纖光柵傳感器7、硅壓阻式土壓力傳感器8、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9、鎧裝光纜10和屏蔽防水導線11;模型粧I的外側壁上均勻開有豎向的第一凹槽2、第二凹槽3和第三凹槽4，第一凹槽2內安裝有采用鎧裝光纜1串聯的光纖光柵傳感器7，第三凹槽3和第三凹槽4分別安裝有鎧裝光纜10串聯的硅壓阻式土壓力傳感器8和屏蔽防水導線11串聯的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9;模型粧I的底部開有開孔6，開孔6內安裝有測頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器8，開孔6余第二凹槽3之間開有第四凹槽5，開孔內的硅壓阻式土壓力傳感器8采用鎧裝光纜10通過第四凹槽5進入第二凹槽3，并從模型粧I頂部引出；第三凹槽4內底部的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9測頭朝下，串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9的屏蔽防水導線11通過第三凹槽4后從模型粧I頂部引出。
[0018]本實施例所述模型粧I采用POM實心圓棒，POM強度、剛度高，力學性能優異，符合本裝置的測試要求；光纖光柵傳感器7采用微型光纖光柵應變傳感器，直徑為Imm，長度為10mm，第一凹槽2的深度為6mm，寬度為6mm;硅壓阻式土壓力傳感器8和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9均采用微型硅壓阻式壓力傳感器，自身封裝形式為將硅應變片用玻璃粉直接燒結在金屬膜片上構成燒結型壓力傳感器；硅壓阻式土壓力傳感器8的直徑為20mm，高度為1mm，鎧裝光纜10的直徑為3mm，第二凹槽3的深度為15mm，寬度為20mm，第四凹槽5的深度為5mm，寬度為3mm;娃壓阻式孔隙水壓力傳感器9的直徑為6mm，高度為15mm，屏蔽防水導線11的直徑為5mm，第三凹槽4的深度為20mm，寬度為6mm。
[0019]本實施例對室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器布設的具體過程為:
[0020](I)、將模型粧I截面3等分，分別進行機械開槽，形成第一凹槽2、第二凹槽3和第三凹槽4，在模型粧I粧端底部用開口器開口，形成開孔6，開孔6與第二凹槽3中間開槽，形成第四凹槽5;
[0021](2)、分別在第一凹槽2、第二凹槽3和第三凹槽4內底部放入一層植筋膠，先將光纖光柵傳感器7植入在第一凹槽2的1/2深度處，相鄰的光纖光柵傳感器7之間用鎧裝光纜10等間距150mm串聯;再將采用鎧裝光纜10等間距150mm串聯的硅壓阻式土壓力傳感器8和采用屏蔽防水導線11等間距150mm串聯的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9分別植入第二凹槽3和第三凹槽4內，同時保證硅壓阻式土壓力傳感器8和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9接觸面與模型粧I表面齊平;光纖光柵傳感器7、硅壓阻式土壓力傳感器8、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9距離模型粧I頂部和底部均為50mm;串聯硅壓阻式土壓力傳感器8的鎧裝光纜10和串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9的屏蔽防水導線11均布設在相應傳感器下面；
[0022](3)、在開孔6內放入硅壓阻式土壓力傳感器8，且測頭朝下，保證硅壓阻式土壓力傳感器8的接觸面與模型粧I的粧端底部齊平，串聯硅壓阻式土壓力傳感器8的鎧裝光纜10通過第四凹槽5進入第二凹槽3底部，以便鎧裝光纜10出線;在模型粧I粧端底部第三凹槽4內放入硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9，且測頭朝下，保證硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9接觸面與粧端底部齊平，串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器9的屏蔽防水導線11進入第三凹槽4底部，以便屏蔽防水導線11出線；第一凹槽2、第二凹槽3內的鎧裝光纜10和第三凹槽4內的屏蔽防水導線11均在距離模型粧I頂部30mm出線；
[0023](5)、用植筋膠將第一凹槽2、第二凹槽3、第三凹槽4和第四凹槽5全部封裝，第一凹槽2、第二凹槽3、第三凹槽4的封裝面與模型粧I表面齊平，凹槽5封裝面與模型粧I粧端底部齊平，完成室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器的布設。
【主權項】
1.一種室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器布設裝置，其特征在于主體結構包括模型粧、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、開孔、光纖光柵傳感器、硅壓阻式土壓力傳感器、硅壓阻式孔隙水壓力傳感器、鎧裝光纜和屏蔽防水導線;模型粧的外側壁上均勻開有豎向的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽內安裝有采用鎧裝光纜串聯的光纖光柵傳感器，第三凹槽和第三凹槽分別安裝有鎧裝光纜串聯的硅壓阻式土壓力傳感器和屏蔽防水導線串聯的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器;模型粧的底部開有開孔，開孔內安裝有測頭朝下的硅壓阻式土壓力傳感器，開孔余第二凹槽之間開有第四凹槽，開孔內的硅壓阻式土壓力傳感器采用鎧裝光纜通過第四凹槽進入第二凹槽，并從模型粧頂部引出；第三凹槽內底部的硅壓阻式孔隙水壓力傳感器測頭朝下，串聯硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的屏蔽防水導線通過第三凹槽后從模型粧頂部引出。2.根據權利要求1所述室內模型粧粧身光纖光柵和粧土界面傳感器布設裝置，其特征在于所述光纖光柵傳感器采用微型光纖光柵應變傳感器，直徑為1mm，長度為10mm，第一凹槽的深度為6mm，寬度為6mm;硅壓阻式土壓力傳感器和硅壓阻式孔隙水壓力傳感器均采用微型硅壓阻式壓力傳感器，硅壓阻式土壓力傳感器的直徑為20mm，高度為10mm，鎧裝光纜的直徑為3mm，第二凹槽的深度為15mm，寬度為20mm，第四凹槽的深度為5mm，寬度為3mm;硅壓阻式孔隙水壓力傳感器的直徑為6mm，高度為15mm，屏蔽防水導線的直徑為5mm，第三凹槽的深度為20mm，寬度為6mm。
【文檔編號】E02D33/00GK205530398SQ201620183815
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】張明義, 王永洪, 王鵬, 白曉宇, 高強
【申請人】青島理工大學