[发明专利]适用于室内模型试验的单孔分层沉降测量装置及方法

说明书

本发明提供了适用于室内模型试验的单孔分层沉降测量装置及方法，涉及土工模型技术领域，解决了现有技术中难以准确实现单孔多位的土体分层沉降测量的问题，本发明包括直管结构件、沉降板、沉降针和底座；所述直管结构件竖向设置，所述直管结构件具有至少两处在其轴向上依次设置的可伸缩段，每个所述可伸缩段的外壁固定套设有一个水平设置的所述沉降板，所述直管结构件的底端连接于所述底座；所述直管结构件的内空处设置有整体竖向设置的所述沉降针，所述沉降针与所述可伸缩段数量一致并一一对应设置，所述沉降针的底端固定连接所述可伸缩段。本发明可实现单孔多位的土体分层沉降测量。

技术领域

本发明涉及土工模型技术领域，具体的说，是适用于室内模型试验的单孔分层沉降测量装置及方法。

背景技术

在我国西部地区，自然气候环境变化剧烈，且广泛分布冻土、湿陷性黄土、盐渍土等特性鲜明的土类，区域内基础设施建设中土体冻胀导致地基不均匀沉降、深基坑垮塌、边坡失稳等工程事故发生的案例屡见不鲜，其主要是因为不能及时、准确的监测土体冻融沉降量，对土体变形不能有效把控，从而难以建立准确的理论分析方法来指导设计、施工等。因此，探究土体冻融沉降变形尤为重要。

现场试验周期长、造价高、可操作性低且影响因素繁多，测量效果往往差强人意。室内模型试验可操作性及可重复性强，且对特殊工况等能较好地实现，有助于研究者们系统地认识研究对象的变化规律等，在岩土领域得到了广泛的应用及发展。

土体分层沉降量作为认识、控制土体变形以及理论分析等的重要土性指标，如何准确、合理地测定其值是土工研究的必然要求。现有测量方法未考虑土体冻融对土层沉降的影响，未考虑沉降板对沉降管周围水分渗流的阻隔影响，且通常采用多孔位方法测量不同深度处土层的沉降量，这样使得原本尺寸就小的模型中，占据较大的空间来测量“某一点处”的竖向分层沉降量；在沉降杆顶端安装多个百分表来测量不同深度处土层的沉降量，多个百分表的空间位置难以有效布设，导致测量结果影响因素较多、误差较大、精度较低，所测得数据可靠性较低，难以准确反映土层的沉降变形。

发明内容

本发明的目的在于设计出适用于室内模型试验的单孔分层沉降测量装置及方法，可准确实现单孔多位的土体分层沉降测量。

本发明通过下述技术方案实现：

适用于室内模型试验的单孔分层沉降测量装置及方法，包括直管结构件、沉降板、沉降针和底座；

所述直管结构件竖向设置，所述直管结构件具有至少两处在其轴向上依次设置的可伸缩段，每个所述可伸缩段的外壁固定套设有一个水平设置的所述沉降板，所述直管结构件的底端连接于所述底座；

所述直管结构件的内空处设置有整体竖向设置的所述沉降针，所述沉降针与所述可伸缩段数量一致并一一对应设置，所述沉降针的底端固定连接所述可伸缩段。

采用上述设置结构时，直管结构件在其轴向上具有至少两个可伸缩段，可伸缩段的作用在于能使直管结构件在整体长度上可实现伸缩变化，可伸缩段处套设沉降板，直管结构件内设置竖向设置的沉降针，沉降针与可伸缩段连接可反应出连接点处的土体沉降量。以上设置结构轻巧、简单，通过与将沉降针与沉降测量装置连接可实现单孔多位的土体分层沉降测量，能减小了测量过程中的空间占用，避免采用多孔位测量“某一点处”的竖向分层沉降量，减少测得的土体沉降量“失真”的现象。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述直管结构件包括套筒、沉降管和波纹管；所述沉降管设置有至少两根，所有所述沉降管自上而下依次设置，所述套筒与位于最上方的所述沉降管之间通过所述波纹管对接，相邻所述沉降管之间通过所述波纹管对接；

一个所述波纹管套设一个所述沉降板并连接一根所述沉降针；位于最下方的所述沉降管连接于所述底座；

不同所述沉降管之间的管长相等或不相等。