一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置的制作方法

本实用新型涉及岩土工程勘察设备技术领域，更具体的说是涉及一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置。

背景技术：

螺旋板载荷试验是由平板载荷试验演变而来的，它是将一螺旋形的承压板用人力或机械旋入地面以下的预定深度，通过传力杆向螺旋形承压板施加压力，测定承压板的下沉量。

目前，现有的螺旋板载荷测试装置通常采用百分表与磁性座的组合直接测量传力杆顶部承压台的下沉位移量，但是，现有螺旋板载荷实验设备的位移装置存在传力杆受压弯曲变形的现象，容易导致位移测试存在误差。

因此，如何提供一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种螺旋板载荷装置，本实用新型利用激光位移计直接测量传力杆位移的变化量，排除了传力杆弯曲影响试验精度的现象。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置，包括反力机构、加压机构和测读沉降机构，所述加压机构和所述测读沉降机构均设置于所述反力机构的底部；

所述加压机构包括套管、千斤顶，以及依次设置于所述千斤顶底部的传力杆和螺旋承压板，其中所述千斤顶自带有位移传感器，所述套管套接于所述传力杆外侧；

所述测读沉降机构包括激光位移计、反射片和压力传感器，所述激光位移计安装于所述传力杆的顶部中心，所述反射片和所述压力传感器设置于所述传力杆的底部，并且所述反射片与所述激光位移计相对应设置。

本实用新型的螺旋板载荷测试装置在加载时，千斤顶利用反力机构对传力杆施加压力，千斤顶通过自身携带的位移传感器直接获得在所施加压力下传力杆顶部的位移，并利用激光位移计和反射片直接测得传力杆最顶端与最底端的垂直直线距离，进而得到其变化值，通过简单的计算间接得到螺旋承压板在压力作用下的下沉量，完全排除了传力杆弯曲对试验精度的影响。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述反力机构包括横支梁、力架支柱和地锚，所述力架支柱对称设置于所述横支梁两端，所述地锚连接于所述力架支柱底端，并且所述千斤顶固定安装于所述横支梁底部。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述千斤顶与所述传力杆之间设置有承台，并且所述千斤顶通过承台向所述传力杆施加压力，即千斤顶将荷载通过承台传递给了传力杆，使传力杆的受力更加稳定。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述传力杆与所述套管通过间隔设置的花键连接。在能够排除传力杆弯曲影响试验精度且在不过度增加装置厚度的情况下，套管和传力杆之间采用不完整花键形式相接，不仅可以留有能够通过传输导线的空隙，而且保证了套管和传力杆形成一个整体，能够同步地旋转贯入。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述传力杆与地面接触的位置设置有导向座，并且所述导向座固定在地面上，所述导向座的圆心与所述传力杆的圆心同轴设置，可以防止传力杆贯入时偏离预设点方位，同时可以防止造成传力杆的倾斜贯入。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述传力杆设置有多个，相邻所述传力杆之间通过螺纹连接。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述套管的数量与所述传力杆的数量相等，并且相邻所述套管之间通过螺丝固定。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述压力传感器通过传输导线将采集的信息传输至地面，并且传输导线通过所述花键之间形成的间隙穿出。

优选的，在上述一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置中，所述激光位移计设置有多个，每个所述激光位移计均设置于所述传力杆顶部。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置，该装置结构简单，容易操作，能够适应各种深度，避免了因深度过大造成传力杆弯曲的现象，保证了试验结果的精度与准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的整体结构示意图；

图2附图为本实用新型套管与传力杆部分的剖视图。

在图中：

1为套管、2为千斤顶、3为传力杆、4为螺旋承压板、5为激光位移计、6为反射片、7为压力传感器、8为横支梁、9为力架支柱、10为地锚、11为承台、12为花键、13为导向座、14为传力杆接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种螺旋板载荷装置，本实用新型利用激光位移计直接测量传力杆位移的变化量，排除了传力杆弯曲影响试验精度的现象。

参见附图1-2，本实用新型提供了一种排除传力杆弯曲影响的螺旋板载荷测试装置，包括反力机构、加压机构和测读沉降机构，加压机构和测读沉降机构均设置于反力机构的底部；

加压机构包括套管1，千斤顶2，以及依次设置于千斤顶2底部的传力杆3、螺旋承压板4，其中千斤顶2自带位移传感器，套管1套接于传力杆3外侧；

测读沉降机构包括激光位移计5、反射片6和压力传感器7，激光位移计5安装于传力杆3的顶部中心，反射片6和压力传感器7均设置于传力杆3的底部，并且反射片6与激光位移计5相对应设置。

为了进一步优化上述技术方案，反力机构包括横支梁8、力架支柱9和地锚10，力架支柱9对称设置于横支梁8两端，地锚10连接于力架支柱9底端，千斤顶2固定安装于横支梁8底部。

为了进一步优化上述技术方案，千斤顶2与传力杆3之间设置有承台11，并且千斤顶2通过承台11向传力杆3施加压力。

为了进一步优化上述技术方案，传力杆3与套管1通过间隔设置的花键12连接。

为了进一步优化上述技术方案，传力杆3设置有多个，相邻传力杆3之间通过螺纹连接。

为了进一步优化上述技术方案，套管1的数量与传力杆3的数量相等，并且相邻套管1之间通过螺丝固定。

为了进一步优化上述技术方案，压力传感器7通过传输导线将采集的信息传输至地面，并且传输导线通过花键12之间形成的间隙穿出。

为了进一步优化上述技术方案，激光位移计5设置有多个，每个激光位移计5均设置于传力杆3顶部。

为了进一步优化上述技术方案，传力杆3与地面接触的位置设置有导向座13，并且导向座13固定在地面上，导向座13的圆心传力杆3的圆心处于同一竖直直线上。

为了进一步优化上述技术方案，激光位移计5与反射片6的数量相等，二者匹配设置。

为了能够排除传力杆弯曲影响实验精度，且在不过度增加其厚度的情况下，选择套管1和传力杆3之间采用不完整花键形式相连接，第一是为了留有能够通过传输导线的空隙，第二是为了保证套管1和传力杆3之间形成一个整体，能够同步地旋转贯入。

在传力杆3顶部设置一个激光位移计5，对应底部的中心放置一个反射片6，直接测得传力杆上下底的垂直直线距离，并得到其变化值，通过简单的计算间接得到螺旋承压板4在压力作用下的下沉量，这就完全排除了传力杆弯曲对试验精度的影响。

到达预设深度后立即停止贯入，开始利用千斤顶12施压，根据千斤顶2位移计示数的变化和激光位移计5示数的变化可以直接计算出在每一级压力下螺旋承压板4的下沉量。

实验完毕，反向扭动传力杆3，使螺旋承压板4脱落，用起拔装置将套管1和传力杆3一并拔出，并将螺旋承压,4遗弃于原位。

具体的，当深度较浅时，在传力杆3顶部中心设置一个激光位移计5，对应的传力杆3底部中心放置一张反射片6，直接测量传力杆3的垂直高度，且所有传力装置以及位移装置的数据都由传输导线通过传力杆3与套管1之间穿过并传至地面；

当深度较大时，安装多个传力杆3及相应的套管1，在中间深度处的传力杆3顶部(即传力杆接头14处)再安装一个激光位移计5，并加一个无摩擦的转动轴螺丝使激光位移计5始终保持竖直状态，以免因弯曲过大，顶部激光位移计5无法射到底部反射片6，测得两端的位移之和也能达到相同效果。

一般在深度15米之内，设置一组激光位移计5即可，20米深度以上，需要另设一组，以免深度过大而造成过渡弯曲，转动轴螺丝嵌在空心传力杆3中部内壁，之间有转动轴，激光位移计5固定在转动轴上，下部分即激光位移计质量大，利用重力作用，始终保证位移计垂直向下发射激光。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。