专利名称：一种可调整直径的变形测定磁环装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土力学与地基基础工程中一种测定土体分层沉降或隆起变形，并可消除沉降管影响的电磁式分层变形测定的可调整直径的变形测定磁环装置。
背景技术：
目前，国内外进行土体分层变形所采用的电磁式分层变形测定装置一般都是由直径固定的封闭圆环形分层变形测定磁环、定位环，以及固定在分层变形测定磁环上的弹簧片、沉降管、配套的沉降仪等组成。对土体分层变形的测定在方法上没有太大的变化，而对分层变形装置的发展和改进主要变化集中在磁环内的磁体、分层变形测定磁环的尺寸、沉降管的材质、配套的沉降仪的结构及功能等方面，目前较先进和自动化程度较高的沉降仪可以实现数据的自动采集和存储。目前对土体进行分层变形测定时，采用的方法都是将带有弹簧片的直径固定的封闭圆环形分层变形测定磁环用定位环分段套在沉降管的外壁作为土体升降变形的指示器， 定位环的外径比分层变形测定磁环的内径大，并保证分层变形测定磁环与沉降管之间有一定的间隙，以便安装时使分层变形测定磁环能够沿沉降管的外壁自由上下滑动。安装分层变形测定磁环的方法一般如下在沉降管上先安装沉降管底盖，再套上分层变形测定磁环， 然后在预定位置固定定位环，采用纸绳等临时捆扎物将分层变形测定磁环上的弹簧片绑在沉降管上，使分层变形测定磁环能够顺利进入钻孔，并在埋设定位前使分层变形测定磁环不能沿沉降管自由向下滑移。在测定土体的分层变形时，视土层的土质等情况，先用钻具在土层中钻一直径比分层变形测定磁环外径大一定尺寸的钻孔，然后将预先初装好分层变形测定磁环的沉降管逐段下到钻孔内，沉降管安装好后，采用浸水或其它方法使纸绳等临时捆扎物松开，让弹簧片张开而固定在钻孔孔壁上，再用砂或其它回填材料将钻孔和沉降管之间的空隙填满。但是采用这种结构的分层变形测定装置在使用过程中无法避免回填材料进入变形测定磁环和沉降管之间的间隙中，使变形测定磁环和沉降管之间的摩擦力过大， 造成变形测定磁环随土体的升降受到沉降管的很大约束，而且定位环的外径比分层变形测定磁环的内径大，变形测定磁环向上移动时要受定位环的限制，这样就容易造成所测定的土体分层变形值失真。虽然有些使用者为避免回填材料进入变形测定磁环和沉降管之间的间隙中，采取了诸如在变形测定磁环与沉降管之间套加可伸缩的波纹管等方法，但仍然无法有效消除沉降管对变形测定磁环的约束作用。
发明内容本实用新型的目的是为解决目前的电磁式分层变形测定装置不能有效消除沉降管对变形测定磁环的约束影响，从而不能准确获取土体分层变形值的不足，本实用新型提供一种可调整直径的变形测定磁环装置，可方便地消除沉降管对变形测定磁环的约束影响，变形测定磁环能够完全随土层的升降变化而变化，能够准确反映土层真实的升降变形， 使得测定结果更准确。[0005]为达到上述目的，本实用新型可调整直径的变形测定磁环4由四 八个圆弧状结构单元构成，每个圆弧状结构弧度为45 90°、长度为40 60mm ；这四 八个圆弧状可伸缩结构单元拼接起来后形成一个圆环，圆环的最小内径比配套的沉降管的外径小2 3mm， 这四 八个圆弧状可伸缩结构单元完全张开后的内径比沉降管外径大80 100 mm、外径比钻孔的直径大20 40mm。每个圆弧状结构单元由封装磁铁的防水材料5、磁铁6、外伸缩杆7、外止退倒齿8、外止退簧片9、外伸缩杆导槽侧壁10、外伸缩杆导槽前挡板11、外伸缩杆导槽顶板12、外伸缩杆导槽13、内伸缩杆14、内止退倒齿15、内止退簧片16、内伸缩杆导槽侧壁17、内伸缩杆导槽前挡板18、内伸缩杆导槽底板19、内伸缩杆导槽20、定位钢片21、张力弹簧22组成；外止退簧片9与外伸缩杆导槽顶板12、内止退簧片16与伸缩杆导槽底板 19、定位钢片21与外伸缩杆导槽前挡板11之间采用螺栓连接。磁铁6采用永久性磁铁，外止退簧片9、内止退簧片16、定位钢片21、张力弹簧22采用金属材料。由于可调整直径的变形测定磁环装置的变形测定磁环采用直径可以调整的结构形式，在变形测定磁环通过沉降管和定位环放置到钻孔内预定位置后，即可通过简单的临时收紧索和临时固定销将可调整直径的变形测定磁环直径扩大而紧贴钻孔孔壁上，可调整直径的变形测定磁环与沉降管之间的间隙变大，填充的回填材料可顺利进入沉降管和钻孔孔壁之间的间隙，沉降管对可调整直径的变形测定磁环的约束影响就大为降低，可调整直径的变形测定磁环随土体的升降变形而产生相应的位移，方便地实现了消除沉降管对变形测定磁环的升降影响的目的，使得测定的土体分层升降变形值更准确。为防止可调整直径的变形测定磁环在钻孔孔壁土压力或回填材料的作用下直径变小，在伸缩杆上设置了防止其倒退的止退倒齿，当伸缩杆从伸缩杆导槽内拉出后，伸缩杆导槽外部设置的止退簧片会卡在止退倒齿上，可以保证伸缩杆在弹簧作用下可以自由拉出，但不能自由压入。这样就有效保证了可调整直径的沉降磁环与沉降管之间的间隙不会因钻孔缩孔或回填材料的作用而变小，消除沉降管对沉降磁环升降的影响。
图1是本实用新型的装置整体图。图2是本实用新型的一种可调整直径的沉降磁环正视图。图3是本实用新型的一种可调整直径的沉降磁环俯视图。如图所示沉降管1、上定位环2、下定位环3、可调整直径的沉降磁环4、封装磁铁的防水材料5、磁铁6、外伸缩杆7、外止退倒齿8、外止退簧片9、外伸缩杆导槽侧壁10、外伸缩杆导槽前挡板11、外伸缩杆导槽顶板12、外伸缩杆导槽13、内伸缩杆14、内止退倒齿15、 内止退簧片16、内伸缩杆导槽侧壁17、内伸缩杆导槽前挡板18、内伸缩杆导槽底板19、内伸缩杆导槽20、定位钢片21、张力弹簧22、临时收紧索23、临时收紧索左扣环24、临时收紧索右扣环25、临时固定销沈、拉索孔27、拉索28。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。图1是本实用新型采用八个圆弧状结构单元的可调整直径的变形测定磁环装置，图2是本实用新型的可调整直径的沉降磁环4的正视图，图3是本实用新型的可调整直径的沉降磁环4的俯视图。可调整直径的沉降磁环4由四 八个圆弧状结构单元构成，每个圆弧状结构弧度为45 90°、长度为40 60mm ；这四 八个圆弧状可伸缩结构单元拼接起来后形成一个圆环，圆环的最小内径比配套的沉降管的外径小2 3mm，完全张开后的内径比沉降管外径大80 100 mm、外径比钻孔的直径大20 40mm。每个圆弧状结构单元由封装磁铁的防水材料5、磁铁6、外伸缩杆7、外止退倒齿8、外止退簧片9、外伸缩杆导槽侧壁10、外伸缩杆导槽前挡板 11、外伸缩杆导槽顶板12、外伸缩杆导槽13、内伸缩杆14、内止退倒齿15、内止退簧片16、内伸缩杆导槽侧壁17、内伸缩杆导槽前挡板18、内伸缩杆导槽底板19、内伸缩杆导槽20、定位钢片21、张力弹簧22组成；磁铁6采用永久性磁铁，外止退簧片9、内止退簧片16、定位钢片21、张力弹簧22采用弹性好的金属材料，其它部分的可选择PVC材料加工；外止退簧片9 与外伸缩杆导槽顶板12、内止退簧片16与伸缩杆导槽底板19、定位钢片21与外伸缩杆导槽前挡板11之间可采用螺栓或其它方法连接，并保证连接牢固。在沉降管埋设前，将下定位环3固定在沉降管1的适当位置上，然后根据沉降管1 的尺寸，选择尺寸匹配的可以调整直径的变形测定磁环4套在沉降管1上，用临时收紧索 23、临时收紧索左扣环M、临时收紧索右扣环25、临时固定销沈将可以调整直径的变形测定磁环4调整到紧贴沉降管1的程度，再将上定位环2固定在沉降管1的适当位置上。需要进行深层变形量测的钻孔准备就绪后，就可以将带有可以调整直径的变形测定磁环4的沉降管1按预先设定的方案放入钻孔中，当沉降管1在钻孔中就位后，就可以通过系在拉索孔27上的拉索观将临时固定销沈从临时收紧索左扣环M和临时收紧索右扣环25中拉出。可以调整直径的变形测定磁环4在张力弹簧22的作用下，外伸缩杆7可在外伸缩杆导槽13中向外拉出，内伸缩杆14可以在内伸缩杆导槽20中向外拉出，从而使可以调整直径的变形测定磁环4的直径变大而向钻孔孔壁贴紧，定位钢片21随之插入钻孔孔壁的土层中，外伸缩杆7上的外止退倒齿8与外止退簧片9可以使外伸缩杆7从外伸缩杆导槽13中拉出后不能再压入，内伸缩杆14上的内止退倒齿15与内止退簧片16可以使内伸缩杆14从内伸缩杆导槽20中拉出后不能再压入，从而保证可调整直径的沉降磁环4与沉降管1之间的间隙不会再变小；然后在沉降管1和钻孔之间的间隙内装填回填材料，回填材料回填完毕后即可用配套的沉降仪测定可调整直径的沉降磁环4在土层中的初始位置。本实用新型可调整直径的变形测定磁环装置由于采用了可调整直径的沉降磁环 4，从而可以有效消除沉降管1对可调整直径的沉降磁环4随土层升降变形的影响，使测定的土层升降变形值更加准确。且结构简单，加工和操作方便。
权利要求1.一种可调整直径的变形测定磁环装置，其特征是可调整直径的变形测定磁环(4)由四 八个圆弧状结构单元构成，每个圆弧状结构弧度为45 90°、长度为40 60mm ；这四 八个圆弧状可伸缩结构单元拼接起来后形成一个圆环，圆环的最小内径比配套的沉降管的外径小2 3mm，这四 八个圆弧状可伸缩结构单元完全张开后的内径比沉降管外径大80 100 mm、外径比钻孔的直径大20 40mm，每个圆弧状结构单元由封装磁铁的防水材料(5)、磁铁(6)、外伸缩杆(7)、外止退倒齿(8)、外止退簧片(9)、外伸缩杆导槽侧壁(10)、 外伸缩杆导槽前挡板(11)、外伸缩杆导槽顶板(12)、外伸缩杆导槽(13)、内伸缩杆(14)、内止退倒齿(15)、内止退簧片(16)、内伸缩杆导槽侧壁(17)、内伸缩杆导槽前挡板(18)、内伸缩杆导槽底板(19)、内伸缩杆导槽(20)、定位钢片(21)、张力弹簧(22)组成；外止退簧片 (9)与外伸缩杆导槽顶板(12)、内止退簧片(16)与伸缩杆导槽底板(19)、定位钢片(21)与外伸缩杆导槽前挡板(11)之间采用螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种可调整直径的变形测定磁环装置，其特征是磁铁(6)采用永久性磁铁，外止退簧片(9)、内止退簧片(16)、定位钢片(21)、张力弹簧(22)采用金属材料。
专利摘要一种可调整直径的变形测定磁环装置，其特征是可调整直径的变形测定磁环4由四～八个圆弧状结构单元构成，每个圆弧状结构弧度为45～90°、长度为40～60mm；这四～八个圆弧状可伸缩结构单元拼接起来后形成一个圆环，圆环的最小内径比配套的沉降管的外径小2～3mm，这四～八个圆弧状可伸缩结构单元完全张开后的内径比沉降管外径大80～100mm、外径比钻孔的直径大20～40mm。这样就有效保证了可调整直径的沉降磁环与沉降管之间的间隙不会因钻孔缩孔而变小，消除沉降管对沉降磁环的影响。
文档编号G01B7/24GK202133372SQ20112000169
公开日2012年2月1日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者刘观仕, 孔令伟, 孙志亮, 曹豪荣, 樊友杰, 郭爱国 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所