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原文传递一种分层伸缩式检测土的冻胀装置及其检测方法

专利名称：	一种分层伸缩式检测土的冻胀装置及其检测方法
摘要：	一种分层伸缩式检测土的冻胀装置及其检测方法。在寒区工程建设中，由于施工现场地质条件复杂，冻土冻胀变形监测难度大，难以同时获得一个区域内不同深度的冻胀数据。冻胀装置中多个套管式单体从下至上依次设置在底盘上，锚盘套装在管体外，位移传感器设置在管体内壁上，管体的顶端加工有凸台，管体的底端加工有槽，一个套管式单体的管体分别通过凸台和槽与其相邻的两个套管式单体滑动配合；根据测试区域的冻土类型确定测试区域内测点个数以及各个测点的分布位置，通过冻胀装置获取不同时段各个测点所在冻胀层的冻胀量数据，根据各个测点反馈的冻胀量数据汇总得到测试区域内冻土冻胀变形情况。本发明用于垂直或水平方向上冻土冻胀量的监测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	凌贤长
发明人：	凌贤长;杨英姿;徐定杰;凌瑜泽;凌润泽
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910240916.7
公开号：	CN109781773A
代理机构：	深圳汇策知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	迟芳
分类号：	G01N25/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	150006 黑龙江省哈尔滨市南岗区黄河路73号哈尔滨工业大学二校区土木工程学院
主权项：	1.一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：包括底盘和伸缩测量管，伸缩测量管包括多个套管式单体，多个套管式单体从下至上依次设置在底盘上，套管式单体包括管体、锚盘和位移传感器，所述锚盘套装在管体外，位移传感器设置在管体内壁上，管体的顶端加工有凸台，管体的底端加工有槽，一个套管式单体的管体分别通过凸台和槽与其相邻的两个套管式单体滑动配合。 2.根据权利要求1所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：位移传感器为拉线式直线位移传感器，位移传感器包括测头、拉线和固定件，测头通过拉线与固定件相连接，测头设置在其对应的凸台侧壁上，固定件设置在该管体底端的槽内的另一个凸台内。 3.根据权利要求1所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：伸缩测量管的顶部设置有密封盖。 4.根据权利要求1或2所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：管体长度的取值范围为20～40cm。 5.根据权利要求1或2所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：凸台的高度与槽的深度相配合。 6.根据权利要求1或2所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：凸台的高度的取值范围为3～6cm。 7.根据权利要求1所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置，其特征在于：拉线式直线位移传感器替换为拉杆式直线位移传感器或滑块式直线位移传感器。 8.一种利用权利要求1所述的一种分层伸缩式检测土的冻胀装置实现的检测方法，其特征在于：根据测试区域的冻土类型确定测试区域内测点个数以及各个测点的分布位置，在每个测点处对应安装一个冻胀装置，通过冻胀装置获取不同时段各个测点所在冻胀层的冻胀量数据，根据各个测点反馈的冻胀量数据汇总得到测试区域内冻土冻胀变形情况。 9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：根据测试区域的冻土类型确定测试区域内测点个数以及各个测点的分布位置，在每个测点处对应安装一个冻胀装置，通过冻胀装置获取不同时段各个测点所在冻胀层的冻胀量数据，根据各个测点反馈的冻胀量数据汇总得到测试区域内冻土冻胀变形情况，依据地质勘查报告将测试区域进行划分，划分原则是根据冻胀敏感和冻胀非敏感的性质进行划分，确定并统计测试区域内冻胀敏感冻土区和冻胀非敏感冻土区的个数，在每个冻胀敏感冻土区内确定测点个数和每个冻胀非敏感冻土区内确定测点个数，确定过程如下：当冻胀敏感冻土区的个数为n个时，一个冻胀敏感冻土区的面积A1，该冻胀敏感冻土区的地表面上划分多个第一小格，每个第一小格的面积为S1，该冻胀敏感冻土区内设置测点的个数N1＝A1/S1，同理，逐一确定其他冻胀敏感冻土区内测点个数分别为N2、N3…Nn；当冻胀非敏感冻土区的个数为m个时，一个冻胀非敏感冻土区的面积B1，该冻胀非敏感冻土区的地表面上划分多个第二小格，每个第二小格的面积为S2，该冻胀敏感冻土区内设置测点的个数M1＝B1/S2，同理，逐一确定其他冻胀敏感冻土区内测点个数分别为M2、M3…Mm； N1、N2、N3…Nn以及M1、M2、M3…Mm的总和即为测试区域中总测点数，再准备对应数目的冻胀装置。 10.根据权利要求8或9所述的检测方法，其特征在于：冻胀装置的检测过程包括以下内容：步骤一：查阅地质资料，在一个测点处，根据检测要求开挖垂直或水平方向的孔洞，根据孔洞的深度选择N个套管式单体，人工夯平孔洞底部后，将套管式单体逐一安装在孔洞中，测量并记录相邻套管式单体中两个锚盘之间的初始距离分别为L0、L1、L2…LN，以及整个冻胀装置中最顶部的锚盘和底盘之间的距离L总，启动每个套管式单体中位移传感器，使位移传感器处于最小量程状态，再回填原土，分层捣实；步骤二：在一个套管式单体中，将位移传感器与记录仪表连接，将其输出的电压信号按照预先设置的通道采集、记录、保存，套管式单体在冻土层冻胀变形带动下向上移动，一个套管式单体中的位移传感器监测到其锚盘与下方相邻的另一个套管式单体中锚盘之间的距离变化量为ΔL1，ΔL1即是该套管式单体所在冻土层的冻胀变形；该套管式单体所在冻土层的冻胀率即为ΔL1/L1，依次类推，获取其他套管式单体所在冻土层的冻胀率为ΔL2/L2…ΔLN/LN，整个冻胀装置所在测点的冻胀率为(ΔL1+ΔL2+…ΔLN)/L总。
所属类别：	发明专利