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原文传递一种无外接电源的土冻胀检测装置及其检测方法

专利名称：	一种无外接电源的土冻胀检测装置及其检测方法
摘要：	一种无外接电源的土冻胀检测装置及其检测方法。在寒区工程建设中，冻土的冻胀变形监测难度大、效率低、现有的土冻胀检测装置大多需要持续的外用电源，使地表相应的配合仪器设备较多，占地面积大，对地表破坏之处较多，操作步骤繁琐。本发明中底盘上设有套管，套管的上端固定连接有上锚盘，弹力件设置在套管内，拉力传感器的受力端穿过上锚盘与弹力件的一端相连接，弹力件的另一端通过连接杆与底盘相连接；本发明的方法是在每个测点处对应安装一个土冻胀检测装置，通过土冻胀检测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：	哈尔滨工业大学
发明人：	杨英姿;徐定杰;徐扬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910240854.X
公开号：	CN109884112A
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：	G01N25/16(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：	1.一种无外接电源的土冻胀检测装置，其特征在于：它包括底盘、套管、上锚盘、拉力传感器、弹力件和连接杆，所述底盘上设置有套管，套管的上端固定连接有上锚盘，弹力件设置在套管内，拉力传感器的受力端穿过上锚盘与弹力件的一端相连接，弹力件的另一端通过连接杆与底盘相连接。 2.根据权利要求1所述的一种无外接电源的土冻胀检测装置，其特征在于：底盘上设置有内筒，底盘与内筒同轴设置且二者固定连接制为一体，套管的下端套装在内筒上，套管的内壁与内筒的外壁滑动配合。 3.根据权利要求1所述的一种无外接电源的土冻胀检测装置，其特征在于：拉力传感器为挂钩式电子天平。 4.根据权利要求1所述的一种无外接电源的土冻胀检测装置，其特征在于：上锚盘上设置有防护罩。 5.根据权利要求1所述的一种无外接电源的土冻胀检测装置，其特征在于：弹力件为弹簧。 6.一种利用权利要求1至5中任一项所述的一种无外接电源的土冻胀检测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无外接电源的土冻胀检测装置，通过无外接电源的土冻胀检测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。 7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：根据地质勘查报告划分测试区域中冻胀敏感冻土区和冻胀非敏感冻土区的个数，测量一个冻胀敏感冻土区的面积A1，将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，每个第一小格内的中心位置即为一个测点的位置，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；测量一个冻胀非敏感冻土区的面积B1，将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，该冻胀非敏感冻土区内设置测点的个数M1＝B1/S2，同理，逐一确定其他冻胀非敏感冻土区内测点个数分别为M2、M3…Mm；从而得到测试区域中总测点数。 8.根据权利要求6或7所述的检测方法，其特征在于：土冻胀检测装置的检测过程包括以下四个步骤：步骤一：查阅地质资料，获得该地区土壤未冻层的深度，根据测试精度要求，选择精度对应的拉力传感器；步骤二：开挖孔洞，人工夯平孔洞底部后，放入底盘；步骤三：将弹力件与连接杆的上端相连接，再将连接杆的下端与底盘连接，在底盘上放入套管，在套管的外侧分层回填原土，分层捣实，将上锚盘固定安装在套管上，上锚盘上设置有拉力传感器；步骤四：启动拉力传感器，记录拉力传感器的拉力值为F0，当套管在冻土层冻胀变形带动下向上移动，弹力件被拉长，再记录拉力传感器的拉力值为F1，冻胀变形量即为(F1-F0)/弹力件的弹性系数，记录数据，关闭拉力传感器。
所属类别：	发明专利