一种测量注浆后土体应力变化的装置

摘要

本发明涉及土体测量技术领域，具体公开了一种测量注浆后土体应力变化的装置。本发明提供的装置包括用于盛装待测土体的筒体组件、用于向待测土体施加载荷的载荷施加组件、多个用于向待测土体不同位置注浆的注浆组件以及多个用于测量注浆后不同位置待测土体应力变化的土体监测组件。筒体组件包括底座和筒体，筒体底端密封安装于底座上；载荷组件设置于筒体顶端，可沿筒体的轴向向待测土体施加载荷；注浆组件一端设置于筒体内部，另一端设置于筒体外部。本发明提供的装置通过对注浆且施加载荷后土体的监测，完成在不同注浆形式下土体多种数据的测量工作。

说明书

技术领域

本发明涉及土体测量技术领域，尤其涉及一种测量注浆后土体应力变化的装置。

背景技术

随着注浆技术越来越多的应用在建筑物及构筑物的抬升修复问题上，这使得注浆后土体抬升过程中土体内部的应力变化需要精准的测量出来。

在模拟实验过程中，常对单孔注浆的土体进行测量，且不对土体施加载荷。但是在实际工程中，要为土体进行多孔注浆，且其上必承载有载荷。因此有必要测量多孔注浆且施加载荷的情况下土体的应力变化。

此外，现有的设备无法监测土体抬升过程中的内部土体的应力变化，这使得测量到的数据过于单一且对注浆抬升的认知不够深入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量注浆后土体应力变化的装置，以提供在不同注浆形式下土体多种数据的测量结果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种测量注浆后土体应力变化的装置，包括筒体组件、注浆组件、载荷施加组件和土体监测组件。所述筒体组件用于盛装待测土体，所述筒体组件包括底座和筒体，所述筒体密封安装于所述底座上。所述注浆组件用于向所述待测土体注浆，所述注浆组件设有多个，且多个所述注浆组件设置于所述筒体的不同位置。所述载荷施加组件设置于所述筒体的顶端，所述载荷施加组件沿所述筒体的轴向向所述待测土体施加载荷。所述土体监测组件用于监测所述待测土体的应力变化，所述土体监测组件设有多个，且多个所述土体监测组件设置于所述筒体内的不同位置。

其中，所述注浆组件包括气囊和注浆软管，所述注浆软管的一端穿设于所述筒体置于所述筒体内，且所述注浆软管的端部连接所述气囊。

进一步地，所述注浆软管与所述筒体的侧壁密封连接。

优选地，所述筒体的底端和顶端均安装有透水板，所述透水板的外径与所述筒体的内径相同。

进一步地，所述透水板上设有多个透水孔，且所述透水板远离所述待测土体的一侧设置有凸块。

优选地，所述载荷施加组件包括传压板、传压轴和位移传感器，所述传压板安装于所述筒体的顶端；所述传压轴设置于所述传压板上，用于向所述传压板施加载荷；所述位移传感器安装于所述传压轴上，用于测量所述传压轴在所述待测土体注浆后的相对位移。

优选地，所述土体监测组件包括应力传感器，所述应力传感器通过连接线与设置在所述筒体外的接收器通信连接。

优选地，所述底座上设有多个出水孔，所述出水孔连接有排水监测组件，所述排水监测组件用于测量待测土体排水量和孔隙水压力。

进一步地，所述排水监测组件包括孔隙水压力传感器，用于监测所述出水孔处的所述孔隙水压力。

进一步地，所述排水监测组件包括储水单元，所述储水单元与所述出水孔连通，所述储水单元上设置有用于测量液位的差压传感器。

本发明的有益效果：

利用多个注浆组件和载荷施加组件可完成对筒体组件中盛装的待测土体多处注浆和施加载荷操作，再利用土体监测组件可实现对不同注浆形式下不同位置待测土体的土体应力测量，完成在不同注浆形式下土体多种数据的测量工作，以使测试结果更接近实际工程应用的数据。

附图说明

图1是本发明实施例提供的测量注浆后土体应力变化的装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的透水板的结构示意图。

图中：

1、底座；2、孔隙水压力传感器；3、差压传感器；4、透水板；41、凸块；42、透水孔；5、筒体；6、连接线；7、应力传感器；8、出水孔；9、气囊；10、压环；11、注浆软管；12、传压板；13、位移传感器；14、传压轴。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例提供的测量注浆后土体应力变化的装置，包括筒体组件、注浆组件、载荷施加组件和土体监测组件。筒体组件用于盛装待测土体，筒体组件包括底座1和筒体5，筒体5密封安装于底座1上。注浆组件用于向待测土体注浆，注浆组件设有多个，且多个注浆组件设置于筒体5的不同位置。载荷施加组件设置于筒体5的顶端，载荷施加组件沿筒体5的轴向向待测土体施加载荷。土体监测组件用于监测待测土体的应力变化，土体监测组件设有多个，且多个土体监测组件设置于筒体5内的不同位置。利用多个注浆组件和载荷施加组件可完成对筒体组件中盛装的待测土体多处注浆和施加载荷操作，再利用土体监测组件可实现对不同注浆形式下不同位置待测土体的土体应力测量，完成在不同注浆形式下土体多种数据的测量工作，以使测试结果更接近实际工程应用的数据。

在本实施例中，注浆组件包括气囊9和注浆软管11，注浆软管11的一端穿设于筒体5置于筒体5内，且注浆软管11的端部连接气囊9。注浆软管11的设置使得操作人员可以在筒体5外部向设置于筒体5内部任意位置的气囊9完成注浆操作。在本实施例中，筒体5的侧壁的不同位置开设有多个注浆口，每个注浆口处均设置有注浆软管11，以模拟不同的注浆形式。

进一步地，注浆软管11与筒体5的侧壁密封连接，使得待测土体不会从筒体5侧壁与注浆软管11的连接处漏出，进而避免了因此导致测量结果不准确的情况发生。

在本实施例中，载荷施加组件包括传压板12、传压轴14和位移传感器13，传压板12安装于筒体5的顶端；传压轴14设置于传压板12上，用于向传压板12施加载荷；位移传感器13安装于传压轴14上，用于测量传压轴14在待测土体注浆后的相对位移。载荷施加组件始终向待测土体施加载荷，保证装置测得承载预定载荷时待测土体的数据的精确性。传压板12与传压轴14接触的一侧设置有环状结构，传压轴14插接于环状结构内，传压板12置于筒体5外侧的表面沿周向设置有斜三角支撑，斜三角支撑由环状结构向传压板12的边缘延伸，设置斜三角支撑可以使传压轴14施加载荷均匀的分布在待测土体上。位移传感器13测得的土体注浆后传压轴14的相对位移即为待测土体的土抬升量。

在本实施例中，筒体5外部套设有多个安装于不同位置上的压环10，压环10的设置使得筒体5不易在受到待测土体压力时产生形变，在保护装置的同时还保证了测量结果的准确性。

土体监测组件包括应力传感器7，应力传感器7通过连接线6与设置在筒体5外的接收器通信连接。在本实施例中，筒体5内由上至下设置三个土体监测组件，使得土体监测组件分布在筒体5内的任何位置，方便测得土体各处的应力变化。

在本实施例中，筒体5的底端和顶端均安装有透水板4，透水板4的外径与筒体5的内径相同。具体地，筒体5顶端的透水板4置于传压板12的下侧，且与传压板12贴合设置，筒体5底端的透水板4置于底座1的上方，且与底座1间隔设置。透水板4的设置使得待测土体中排出的水与土体分离，方便了对土体排出水的进一步研究与分析。

进一步地，透水板4上设有多个透水孔42，且透水板4远离待测土体的一侧设置有凸块41。凸块41使得透水板4与底座1之间留有空隙，待测土体排出的水通过透水孔42流到透水板4与底座1之间的空隙中，方便了待测土体排出水的聚集。

在本实施例中，底座1上设有多个出水孔8，出水孔8连接有排水监测组件，排水监测组件用于测量待测土体排水量和孔隙水压力。排水监测组件的设置丰富了装置测量数据的种类，方便了对实验结果的深入研究与分析。

优选地，排水监测组件包括孔隙水压力传感器2，用于监测出水孔8处的孔隙水压力。排水监测组件包括储水单元，储水单元与出水孔8连通，储水单元上设置有用于测量液位的差压传感器3。底座1上的水通过出水孔8流到储水单元内，差压传感器3用于测量储水单元内的排水量，即可以监测试验过程中待测土体的土体排水量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。