重锤夯实应力监测仪的制作方法
【专利摘要】一种重锤夯实应力监测仪，其包括一液压传感器、一朝上开口的底座、由第一部件和第二部件装配形成的活塞组件及一硅胶板，受夯击时，第一部件可相对于第二部件产生轴向位移，硅胶板封堵于底座的开口使之形成可容纳液体的封闭容液腔，液压传感器固定于容液腔内并浸泡于液体中，液压传感器的电缆线从内至外贯穿过底座腔壁延伸接往外部电路。本实用新型通过活塞组件把作用在顶面的冲击力转化为活塞中的水压力，然后经过液位变送器转换成标准(电流或电压)信号输出，建立起输出信号与水压力的线性对应关系，实现对水压力的精确测量，达到重锤夯实时作用在监测设备上部应力的目的。
【专利说明】重锤夯实应力监测仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及应力测试装置。具体地说，涉及一种可用于监测重锤夯实时水下抛石基床分层应力或陆上强夯地基土分层应力值监测的设备。
【背景技术】
[0002]水下抛石基床夯实效果的定量评价一直是困扰工程界的一个难题，常规的针对土基的钻探、标贯和静力触探等试验方法均不适用。同时由于抛石基床处于深水中，因此，大尺寸的载荷板试验以及瑞利波等物探手段亦难以开展。
[0003]中交四航工程研究院有限公司曾制作过一种应力测试装置用于测量水下抛石基床重锤夯实时层底应力。其加工过程及材料如下:(1)选取一块Φ500_Χ δ 6mm钢板作为垫板，在垫板上放置3个DYB - 4型压力计；(2)另取一块Φ 500mmX δ 8mm钢板覆盖于3个压力计之上，其中在钢板对应压力计的位置处焊接3块钢垫片，这样上覆钢板所受的荷载将传至3个压力计之上。假设3个压力计测得应力分别为α、β、Y，计算得该深度的瞬时应力值为σ = 0.0484(α+β + γ) ； (3)为了防止外围砂石进入两钢板之间，需在上覆钢板周围焊接一圈薄箔网。由于，施工现场水下环境复杂和抛石作用力较大，该检测装置所测得的压力监测精度较差，成功率较低。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种重锤夯实时水下抛石基床或陆上强夯地基土分层应力值的监测的仪器。
[0005]为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案:一种重锤夯实应力监测仪，其包括
[0006]一液压传感器，
[0007]—朝上开口的底座，
[0008]由第一部件和第二部件装配形成的活塞组件，受夯击时，第一部件可相对于第二部件产生轴向位移，
[0009]一硅胶板，固定装配于活塞组件与底座之间，硅胶板封堵于底座的开口使之形成可容纳液体的封闭容液腔，液压传感器固定于容液腔内并浸泡于液体中，液压传感器的电缆线从内至外贯穿过底座腔壁延伸接往外部电路。
[0010]具体来说，所述第二部件为一上下贯通的套筒，第一部件的高度略大于第二部件的高度，第一部件套接于第二部件且相互间形成动配合。
[0011]第一部件具有上底面及下底面，上底面与下底面之间具有内腔，所述内腔被分隔壁分隔成若干子腔，子腔内设置有多块加强肋，以具有更强的夯击承受能力。
[0012]所述第一部件与第二部件的接触端面设置有海绵体，以起到缓冲和过滤作用。
[0013]所述活塞组件、硅胶板和底座通过由上至下贯穿三者的螺栓连接在一起。
[0014]所述底座内底面设置有均布的若干辐条加强肋，以具有更强的夯击承受能力。
[0015]所述活塞组件顶部由铁丝网和空调滤网进行上部包裹，以避免异物落入活塞腔中。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017]本实用新型通过活塞组件把作用在顶面的冲击力转化为活塞中的水压力，然后经过液位变送器转换成标准(电流或电压)信号输出，建立起输出信号与水压力的线性对应关系，实现对水压力的精确测量，达到重锤夯实时作用在监测设备上部应力的目的。本实用新型可实现深水抛石基床重锤夯实过程中基床应力和陆上强夯地基时应力的实时监测，具有测量精度高、不受水深影响、同时适用于不同粒径范围抛石的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型监测仪整体拼装立面示意图；
[0019]图2为本实用新型监测仪整体拼装俯向示意图；
[0020]图3为本实用新型监测仪上盖剖面示意图；
[0021]图4为本实用新型监测仪导向筒剖面示意图；
[0022]图5为本实用新型监测仪底座剖面示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1?图2所示为本实用新型应力监测仪。作为最其本的结构形式，其包括液压传感器、底座、由第一部件和第二部件装配形成的活塞组件和硅胶板。
[0024]液压传感器选用液位变送器190，其固定于底座内腔。
[0025]第一部件由上盖110所提供，其具有上底面和下底面，上底面从侧壁边缘向外延伸形成盖蟾，上底面与下底面之间具有内腔，内腔被分隔壁112分隔成若干子腔，每个子腔内设置有多块加强肋。位于四周的子腔内设置有4块互成90度夹角的辐条状加强肋111。
[0026]第二部件由导向筒120所提供，其为一上下贯通的套筒，上盖110套接于导向筒120内且相互间形成动配合。导向筒120的高度略小于上盖110的高度。受夯击时，上盖可相对于导向筒产生轴向位移，并向下冲击娃胶板。
[0027]上盖与导向筒的接触端面设置有海绵体150，起缓冲和过滤作用。
[0028]底座130开口向上。硅胶板140夹于导向筒120与底座130之间，并以连接螺栓160连接固定。硅胶板140封堵于底座130的开口使之形成可容纳液体的容液腔。硅胶板140起密封作用。
[0029]底座130侧壁有两个孔，分别为进气孔132和电缆孔133 ;辐条状的加强肋131。工作时，液位变送器190浸泡于由导向筒120和底座130和硅胶板140密封形成的封闭水环境中，可感应由上盖110传递到水中的水压力。液位变送器的电缆线穿过电缆孔133延伸接往外部电路并采用密封螺栓170进行密封。
[0030]利用上述重锤夯实应力监测仪监测应力时包括以下步骤:
[0031](I)仪器组装
[0032]首先固定液位变送器在底座内表面，从底座侧面电缆孔133引出液位变送器电缆，铺硅胶板140于导向筒和底座之间，并采用连接螺栓进行连接。将上盖扣在导向筒内构成活塞组件。并用铁丝网和空调滤网进行上部包裹，防止泥砂进入活塞组件的间隙内，影响测量准确度。
[0033](2)液位变送器套管保护
[0034]采用四层钢丝编织液压胶管进行套管保护。套管长度依据需要确定，以保证电缆中气管的正常工作和液位变送器信号的正常输出。
[0035](3)仪器埋设
[0036]将仪器埋设的点附近进行整平。以保证设备安放后的倾斜度不大于6°。安放中需保证将套管保护段拉出抛石区或地基土。安放后需测量设备的倾斜角，用于修正监测结果O
[0037](4)在重锤夯实操作过程中进行初始数据测量、数据监测及数据整理
[0038]由液位变送器、电缆、供电电源、移动电脑组成的液位变送器系统，可动态监测活塞中水压力的变化值。
[0039]重锤夯实操作中，所述活塞组件用于把作用在上盖上表面的力转化为活塞中的水压力，经过液位变送器信号输出，建立起输出信号与水压力的线性对应关系，实现对水压力的精确测量，达到测量重锤夯实时作用在监测设备上部应力的目的。
[0040]液位变送器系统可测量夯前夯时和夯后的动态监测数据。监测频率能达到20?5000Hz ο
[0041]本实用新型的监测仪不仅可用于陆上强夯工艺，也可实现水下监测。可动态监测活塞中水压力的变化值。
【权利要求】
1.一种重锤夯实应力监测仪，其特征在于:包括 一液压传感器， 一朝上开口的底座， 由第一部件和第二部件装配形成的活塞组件，受夯击时，第一部件可相对于第二部件产生轴向位移， 一硅胶板，固定装配于活塞组件与底座之间，硅胶板封堵于底座的开口使之形成可容纳液体的封闭容液腔，液压传感器固定于容液腔内并浸泡于液体中，液压传感器的电缆线从内至外贯穿过底座腔壁延伸接往外部电路。
2.根据权利要求1所述的重锤夯实应力监测仪，其特征在于:所述第二部件为一上下贯通的套筒，第一部件的高度略大于第二部件的高度，第一部件套接于第二部件且相互间形成动配合。
3.根据权利要求2所述的重锤夯实应力监测仪，其特征在于:第一部件具有上底面及下底面，上底面与下底面之间具有内腔，所述内腔被分隔壁分隔成若干子腔，子腔内设置有多块加强肋。
4.根据权利要求1所述的重锤夯实应力监测仪，其特征在于:所述第一部件与第二部件的接触端面设置有海绵体。
5.根据权利要求1所述的重锤夯实应力监测仪，其特征在于:所述活塞组件、硅胶板和底座通过由上至下贯穿三者的螺栓连接在一起。
6.根据权利要求1所述的重锤夯实应力监测仪，其特征在于:所述底座内底面设置有均布的若干福条加强肋。
7.根据权利要求1所述的重锤夯实应力监测仪，其特征在于:所述活塞组件顶部由铁丝网和空调滤网进行上部包裹。
【文档编号】G01L5/00GK204228315SQ201420597485
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】郑远斌, 梁邦炎, 陆红, 黄建生, 余东华, 王小平, 尹春辉, 李富强, 付亮 申请人:中交第四航务工程局有限公司, 中交四航局第五工程有限公司