传感器5布设于水泥浆罐1的罐底，同时 将压力测试数据反馈至数据处理模块并计算出水泥浆密度后显示至第一显示模块。为了提 高测量准确度，第一压力传感器5的数量为2个、4个或6个，均布于水泥浆罐1的底壁上， 采用计算均值的方式求取水泥浆的压力数值。
[0029] 水泥渗入量计算装置能够实现水泥±密度测量和水泥含量计算，具体包括：第二 电控中屯、10和与第二电控中屯、10电连接的第二压力传感器11，其中，第二压力传感器11 固定于钻头12的端部，钻头12伸入待测试的粧体内，第二电控中屯、10包括：数据采集模 块、单片机、第二显示模块及输入模块，第二传感器的采集数据反馈至数据采集模块并经单 片机计算出水泥±密度后显示至第二显示模块；水泥浆密度、水泥±密度、水灰比和±体密 度输入输入模块后经单片机计算出水泥含量显示至第二显示模块。
[0030] 需要说明的是，第二电控中屯、10与第二压力传感器11之间的连接线圈13应足够 长，方便远距离进行操作，从而提高安全性。
[0031] 为了更好地理解本发明，对利用该测量系统实时检测水泥揽拌粧粧体14的水泥 含量的测试方法进行详细介绍，假设：水泥±水化后体积不发生变化，水泥揽拌粧粧身成型 后不发生收缩，且已揽拌均匀。
[0032] 具体包括如下步骤：
[0033] S1、测量水泥浆罐1内水泥浆的密度：闭合第一电控中屯、2的开关7,此时电压表8 的数值基本处于一稳定值，将测量导线3从水泥浆罐1的灌顶竖直缓慢地落下，当电压表8 读数变化时说明测量导线3与水泥浆液面接触，量取测量导线3长度h及水泥浆罐1的高 度H，同时记录第一压力传感器5的返回值P，数据处理模块根据公式P,^93^ =P/g(H-h)计 算得到水泥浆密度，其中g= 9. 8g/cm3,h为水泥浆罐1罐顶到水泥浆液面的高度，H为水 泥浆罐1的总高度；如果有多个第一压力传感器5的话，则求取平均值系化提高测量结果可 靠性；
[0034] S2、测量水泥±密度：第二电控中屯、10发射测应力信号，采集第二传感器的返回 数据Pi，至某一次喷浆揽拌均匀时再采集一次数据Pw，并记录钻头12提起高度Z，单片机 根据公式P水泥± = (Pi+1-Pi) /拉计算得到水泥上密度，其中g= 9. 8g/cm3;
[0035] 83、输入测量值，计算水泥含量：将步骤51计算得到的水泥浆密度^3,^.^^*1、步骤52 计算得到的水泥上密度P 、工程报告中提供的已知数据水灰比及上体密度输入输入模 块中，单片机根据公式水泥含量=(P±体-P )P7嫌浆/ [ (1+水灰比）（P7嫌± -P浆） P]计算得到水泥含量并显示至第二显示模块上。
[0036] 综上，本发明的测试系统可在施工现场实时检测水泥浆密度和水泥±密度，从而 在地下工程的地基加固过程的施工现场实时检测水泥的渗入量，方便快捷，时间周期短，具 有很好的监督作用，能够有效避免工程偷工减料。
[0037] W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该 了解，上述实施例不W任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的 技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 实时检测水泥搅拌粧粧体水泥含量的测试系统，其特征在于，包括：水泥浆密度测 量装置和水泥掺入量计算装置； 所述水泥浆密度测量装置包括：第一电控中心、与第一电控中心电连接的测量导线和 若干第一压力传感器，所述第一电控中心包括：电源、开关、电压表、电阻、数据处理模块及 第一显示模块，所述测量导线自水泥浆罐顶部垂直下落至接触水泥浆液面时电压表数值发 生变化，所述第一压力传感器布设于水泥浆罐的罐底，压力测试数据反馈至数据处理模块 并计算出水泥浆密度后显示至第一显示模块； 所述水泥掺入量计算装置包括：第二电控中心和与第二电控中心电连接的第二压力传 感器，所述第二压力传感器固定于钻头的端部，钻头伸入待测试的粧体内，所述第二电控中 心包括：数据采集模块、单片机、第二显示模块及输入模块，所述第二传感器的采集数据反 馈至数据采集模块并经单片机计算出水泥土密度后显示至第二显示模块；水泥浆密度、水 泥土密度、水灰比和土体密度输入输入模块后经单片机计算出水泥含量显示至第二显示模 块。2. 根据权利要求1所述的实时检测水泥搅拌粧粧体水泥含量的测试系统，其特征在 于，所述第一压力传感器的数量为2个、4个或6个，均布于水泥浆罐的底壁上。3. 根据权利要求1所述的实时检测水泥搅拌粧粧体水泥含量的测试系统，其特征在 于，所述测量导线的端部设有一重力块。4. 利用权利要求1-3任一项所述的测量系统实时检测水泥搅拌粧粧体水泥含量的测 试方法，其特征在于，包括如下步骤： 51、 测量水泥浆罐内水泥浆的密度：闭合第一电控中心的开关，将测量导线从水泥浆罐 的灌顶竖直落下，当电压表读数变化时测量导线与水泥浆液面接触，量取测量导线长度h 及水泥浆罐的高度H，同时记录第一压力传感器的返回值P，数据处理模块根据公式P =P/g(H-h)计算得到水泥楽;密度，其中g = 9. 8g/cm3; 52、 测量水泥土密度：第二电控中心发射测应力信号，采集第二传感器的返回数据P1, 至某一次喷浆搅拌均匀时再采集一次数据P 1+1，并记录钻头提起高度Z，单片机根据公式P 水泥土 = (pVfPi)/泣计算得到水泥土密度，其中g = 9. 8g/cm3; 53、 输入测量值，计算水泥含量：将步骤SI计算得到的水泥浆密度P 、步骤S2计算 得到的水泥土密度P 、已知数据水灰比及土体密度输入输入模块中，单片机根据公式 水泥含量=(P 土体-P水泥土）P水泥浆/[ (1+水灰比）（P水泥土 _ P水泥浆）P 土体]计算得到 水泥含量并显示至第二显示模块上。
【专利摘要】本发明公开了一种水泥搅拌桩施工现场实时检测桩体水泥含量的测试系统和测试方法。测试系统具体包括水泥浆密度测量装置和水泥掺入量计算装置；测试方法包括：测量水泥浆罐内水泥浆的密度；测量水泥土密度；输入测量值，计算水泥含量这三个步骤；利用该测试系统和测试方法可在施工现场实时检测水泥浆密度和水泥土密度，从而在地下工程的地基加固过程的施工现场实时检测水泥的掺入量，摒弃了传统现场取芯样并于实验室测量的方法，方便快捷，时间周期短，具有很好的监督作用，能够有效避免工程偷工减料。
【IPC分类】E02D3/12, E02D5/46
【公开号】CN105113499
【申请号】CN201510532804
【发明人】张福海, 陈庆, 左庆松, 袁赛峰
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年10月23日