一种监测充填柱体稳定性的系统和方法与流程

文档序号:12110028阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:包括埋入式应变计和压力盒;在充填柱体内预埋一排应变计和一排压力盒,应变计和压力盒在充填柱体内垂直交叉设置,埋入式应变计和压力盒分别通过支架钢丝固定;在地面配备地面应变信号实时采集系统,埋入式应变计和压力盒的端部连接电缆,数据通过电缆传输到地面的应变信号实时采集系统;

所述埋入式应变计内置温度传感器,对外界温度影响产生的变化进行温度修正;每个传感器内部有计算芯片,自动对测量数据进行换算而直接输出物理量,减少人工换算的失误和误差;

所述压力盒采用振弦理论设计制造,采用全数字检测,利用脉冲激振方式激振;

所述地面应变信号实时采集系统由多通道振弦信号采集仪和计算机组成;振弦信号采集仪有多个信号通道用来接收应变信号;计算机用来保存和分析振弦信号采集仪采集的数据,采用计算机上安装的应变测试分析系统配套软件对多通道信号采集仪进行控制,并对监测数据进行采集与保存,将保存的数据导入Excel表格,绘出应变-压力曲线图,即可分析判断充填柱体的稳定性。

2.根据权利要求1所述的监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:所述压力盒根据不同要求选用相应的型号,配备多通道振弦信号采集仪测量结构体的静态和动力参数。

3.根据权利要求1所述的监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:所述埋入式应变计的尺寸长150mm,中部直径为22mm;量程为3000με,测量精度为1με,使用环境温度:-20℃~﹢80℃,温度范围-20℃~+125℃,测温灵敏度为0.25℃。

4.根据权利要求1所述的监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:所述压力盒的直径为20mm,厚度为8mm,量程为10MPa,精度为1kPa,能过载150%,使用环境温度:-20℃~﹢80℃,温度范围-20℃~+80℃,测温灵敏度为0.5℃。

5.根据权利要求1所述的监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:所述多通道振弦信号采集仪每个有20个信号通道,能同时采集20个振弦式应变信号,当监测信号大于20个时,设置多个采集仪串联。

6.根据权利要求1所述的监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:所述电缆为四芯屏蔽电缆线,电缆布线经过充填材料输送通道,将应变计和压力盒的数据传输至地面应变信号实时采集系统,其传输距离能达到3000m。

7.一种监测充填柱体稳定性的方法,采用权利要求1~6任一项所述的监测充填柱体稳定性的系统,其特征在于:

(1)安装:在充填模板搭设完毕后,在充填空间中部两条中心线上分别搭设上-下和左-右两组支架钢丝,支架钢丝固定在充填模板骨架上,需用力扯紧拉直,并将两端绑扎牢固;用尼龙绳将埋入式应变计由中心向外间隔20-50cm均匀固定在上-下各两根支架钢丝上,要求应变计轴线处于竖直方向;用尼龙绳将压力盒由中心向外间隔10-50cm均匀固定在左-右两根支架钢丝上,要求压力盒表面处于水平方向;压力盒轴线和应变计轴线垂直相交于充填柱体的中心点上,相互错开10cm;电缆线沿支架钢丝引出;压力盒固定后在表面涂抹凡士林;

(2)将电缆线绑扎在支架钢丝上,在充填模板上打孔引出,电缆线绑扎不宜过紧;

(3)待充填柱体浇注24小时后,将支架钢丝从充填模板上拆下,充填模板在充填材料凝固3天后拆除;

(4)将电缆线端插头插入应变信号实时采集系统的多通道信号采集仪“INP”插口,并将信号采集仪与电脑连接,打开电脑上安装的应变测试分析系统软件,对原始数据调零后开始采集信号,并实时进行数据保存;

(5)将保存的数据导入Excel软件,并绘制应变-压力曲线,将应变-压力曲线与前期试验获得的应力-应变-压力曲线对比,分析每个压力盒对应位置的充填体所处的阶段:当所有压力盒数据处于弹塑性阶段时,充填柱体稳定性良好;当部分压力盒数据进入破坏后阶段时,充填柱体局部破坏但整体保持稳定;当所有压力盒数据均处于破坏后阶段时,充填柱体整体失稳。

8.根据权利要求7所述的监测充填柱体稳定性的方法,其特征在于:所述前期试验获得应力-应变-压力曲线的方法为:将压力盒浇注在150mm*150mm*150mm充填体试件中,常温湿养护28天,在电液伺服压力机上加压标定,得到充填体应力-应变-压力曲线,并对曲线进行分区,得到充填体弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段、破坏后阶段对应的应变-压力特征。

9.根据权利要求7所述的监测充填柱体稳定性的方法,其特征在于:根据压力盒的读数和位置判定,压力盒读数明显上升时,表明此处充填体进入塑性阶段,塑性区内的充填体保持稳定,充填柱体稳定性良好;压力盒读数为残余强度时,表明此处充填体进入破坏阶段,充填体外侧部分开始失去稳定;部分充填体进入破坏后阶段时,充填柱体整体仍然保持稳定,当破坏区范围扩展到整个充填柱体时,充填柱体整体破坏失稳;所述残余强度为充填柱体压力盒全程读数的最大值,残余强度表明充填柱体破坏失稳后仍具有一定的承载能力。

10.根据权利要求7所述的监测充填柱体稳定性的方法,其特征在于:所述压力盒轴线和应变计轴线垂直相交于充填柱体的中心点上,相互错开10cm。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1