一种真空预压法有效性实时检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种真空预压地基处理方法有效性实时检测装置。
【背景技术】
[0002]真空预压地基处理方法广泛运用在软弱土地基的物理力学参数的改良中，尤其在近几年大规模的围海造地的工程中，然而真空预压地基处理方法针对不同土质的加固效果却差别较大，直接影响了设计参数的选取和施工工艺的优化，而土的最大剪切模量、压缩模量和土压力三个参数是土力学最基本的三个参数，是岩土工程计算和设计方面非常重要的基本参数。而目前为止，国内的实验室主要用十字板剪切法评价加固效果，必须在加固结束后才能判断，而没有较好的方法去测定针对不同土质地基的加固的过程和加固效果，因此有必要提出一种无损的、结果可靠且操作简单的检测装置，在设计施工之前，对真空预压方法的效果进行评价。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种监控室内真空预压状态下土体基本力学参数的测定仪，通过对比计算，可以评价真空预压地基处理范围对不同土质的有效性，并对设计和施工提出优化措施，并用于适用于淤泥、淤泥质粘土和粘土。
[0004]本实用新型的内容如下:一种真空预压法有效性实时检测装置，所述检测装置包括预压装置和模型箱，所述模型箱由用于存放待测土壤的容腔、可开启的腔盖构成，所述预压装置与模型箱的腔盖连接，所述模型箱上或模型箱内部设有三组或三组以上的压电传感器阵列，所述压电传感器外接数据采集和显示装置，所述压电传感器包括振动发射器和振动接收器，所述振动发射器和振动接收器位于同一水平位置。
[0005]所述压电传感器为弯曲元压电传感器。
[0006]所述模型箱上或模型箱内部设有三组弯曲元压电传感器阵列，且三组所述弯曲元压电传感器安装于不同深度的位置上。
[0007]所述模型箱中设置弯曲元压电传感器安装架，所述弯曲元压电传感器安装架为两个且平行设置，所述振动发射器和振动接收器分别安装在两个弯曲元安装架上。
[0008]所述弯曲元压电传感器表面用环氧树脂均匀涂上。
[0009]在所述弯曲元压电传感器安装架底部和模型箱底部之间连接的位置设有缓冲垫。
[0010]所述缓冲垫为硅胶涂层。
[0011]所述预压装置为真空栗、堆载以及排水板其中的一种或多种。
[0012]本实用新型的有益效果是:通过本实用新型提供的检测装置得到在Ko(自然沉积)状态的土体在不同时间、不同深度的剪切模量、压缩模量以及泊松比的计算所需的模型结构，可以进一步得到随着荷载的增加土体相关参数的演变，从而判断真空预压固结法的针对不同土质的有效性，本实用新型能准确无损的评价真空预压方法的有效性，针对不同土质，优化设计与施工参数，操作方便，可靠度高。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
[0014]图2是本实用新型以温州的围垦区淤泥质土为例，以温州正常固结土为对照所做实验中加固系数α随实验时间变化的趋势。
[0015]图3是泊松比U随实验时间变化的趋势。
[0016]图中，1.压力薄膜传感器，2.压电传感器。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明:一种真空预压法有效性实时检测装置，所述检测装置包括预压装置和模型箱，所述模型箱由用于存放待测土壤的容腔、可开启的腔盖构成，所述预压装置与模型箱的腔盖连接，所述模型箱上或模型箱内部设有三组或三组以上的压电传感器阵列，所述压电传感器外接数据采集和显示装置，所述压电传感器包括振动发射器和振动接收器，所述振动发射器和振动接收器位于同一水平位置。将待测土体装入容腔内，土体上方覆盖密封膜，盖上腔盖，开启预压装置，土体开始处于预压状态，土体向下移动，压电传感器实时测定土体在预压状态下不同时间点不同深度的压缩波速和剪切波速，在根据上述方法计算的剪切模量、压缩模量及泊松比，从而评价有效性。
[0018]具体通过上述装置评价有效性的步骤如下:
[0019](I)通过压电传感器测定不同时间下、不同深度处土体的压缩波速￥[)和剪切波速Vs;
[0020](2)取正常固结后的土体为对比组，通过压电传感器测定其压缩波速Vnp和剪切波速 Vns;
[0021](3)计算加固系数a=Vs/Vns;
[0022](4)计算泊松比u=E/2G_l，其中E为弹性模量，G为剪切模量，E = Vp2P, G = Vs2P, υ=Ε/2G-l=VP2/2Vs2-l；
[0023](5)最后分别算出CihC^a3和U1,和分别为土体三个不同深度的加固系数和泊松比)，与正常固结土的对比，可以得到不同固结时间被测试土体的固结效果，同时可以判断不同深度处的加固效果，最终得到不同土体利用真空预压方法的有效性；
[0024]其中，所述土体处于预压条件下。
[0025]加固系数a，a<1.0，当a越接近I，说明加固效果越明显；同时可以测得泊松比υ的变化趋势，而实验可以得到，如图2、3所示，随着加固效果的增加，泊松比u—般会从0.42减小到0.25，因此通过这两个参数可以更加全面的评价土体在加固效果。
[0026]其中，通过压电传感器测定土体的压缩波速Vp和剪切波速Vs的步骤如下:所述压电传感器包括振动发射器和振动接收器，通过振动发射器发射波，通过振动接收器接收波，测定发射波和接受波的时间差t，并量测发射点和接收点的传感器之间的距离L，分别得到压缩波速Vp和剪切波速Vs。
[0027]所述预压装置为真空栗、堆载以及排水板其中的一种或多种。
[0028]所述压电传感器为Piezo System公司的Q220.A4.303Y弯曲元压电传感器。
[0029]所述模型箱上或模型箱内部设有三组弯曲元压电传感器，且三组所述弯曲元压电传感器安装于不同深度的位置上。三组弯曲元压电传感器分别安装在不同深度的土层里，可以同时测量不同深度土层的剪切模量和压缩模量，达到测试不同深度处土体的加固效果的目的。
[0030]所述模型箱中设置弯曲元压电传感器安装架，所述弯曲元压电传感器安装架为两个且平行设置，所述振动发射器和振动接收器分别安装在两个弯曲元安装架上。振动发射器和振动接收器之间的距离小于或等于20 cm，否则波的传播过程中能量损失太大，引起接收端无法接收到，或者很弱，影响测试结果。将弯曲元压电传感器安装在容腔内可不需限制容腔的大小。
[0031]所述弯曲元压电传感器表面用环氧树脂均匀涂上，达到防水和防腐的效果。
[0032]在所述弯曲元压电传感器安装架底部和模型箱底部之间连接的位置设有缓冲垫。可以避免振动发射器产生的共振使得模型箱发生振动，影响检测数据的准确性。
[0033]所述缓冲垫为硅胶涂层，可以达到隔振的效果，使得振动发射器按照既定路线的方向发射。
[0034]所述容腔由五块可拆卸安装的厚度为3cm的刚性铝板构成，以保证土体在Ko状态下。
[0035]所述模型箱还设有一个或一个以上压力薄膜传感器。可以测定不同深度土压力，并获得Ko值的演化。
[0036]所述压力薄膜传感器的表面涂抹环氧树脂，起到防水和防腐的作用，避免传感器长时间与待测土壤接触导致的腐蚀。
[0037]实施例不应视为对本实用新型的限制，但任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种真空预压法有效性实时检测装置，其特征在于:所述检测装置包括预压装置和模型箱，所述模型箱由用于存放待测土壤的容腔、可开启的腔盖构成，所述预压装置与模型箱的腔盖连接，所述模型箱上或模型箱内部设有三组或三组以上的压电传感器阵列，所述压电传感器外接数据采集和显示装置，所述压电传感器包括振动发射器和振动接收器，所述振动发射器和振动接收器位于同一水平位置。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于:所述压电传感器为弯曲元压电传感器。3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于:所述模型箱上或模型箱内部设有三组弯曲元压电传感器阵列，且三组所述弯曲元压电传感器安装于不同深度的位置上。4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于:所述模型箱中设置弯曲元压电传感器安装架，所述弯曲元压电传感器安装架为两个且平行设置，所述振动发射器和振动接收器分别安装在两个弯曲元安装架上。5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于:所述弯曲元压电传感器表面用环氧树脂均匀涂上。6.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于:在所述弯曲元压电传感器安装架底部和模型箱底部之间连接的位置设有缓冲垫。7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于:所述缓冲垫为硅胶涂层。8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于:所述预压装置为真空栗、堆载以及排水板其中的一种或多种。
【专利摘要】本实用新型提供一种真空预压法有效性实时检测装置，所述检测装置包括预压装置和模型箱，所述模型箱由用于存放待测土壤的容腔、可开启的腔盖构成，所述预压装置与模型箱的腔盖连接，所述模型箱上或模型箱内部设有三组或三组以上的压电传感器阵列，所述压电传感器外接数据采集和显示装置，所述压电传感器包括振动发射器和振动接收器，所述振动发射器和振动接收器位于同一水平位置。本实用新型可以测得真空预压过程中土体的相关参数，以准确无损的评价真空预压方法的有效性，针对不同土质，优化设计与施工参数，操作方便，可靠度高。
【IPC分类】E02D3/10, E02D33/00
【公开号】CN205369327
【申请号】CN201620056176
【发明人】李博, 郑华, 杜运国, 王朝亮, 周剑毅
【申请人】温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司, 温州大学瓯江学院
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月20日