平板载荷测试仪及其测试方法与流程

本发明涉及路基压实检测技术领域，具体而言，涉及一种平板载荷测试仪及其测试方法。

背景技术：

平板载荷试验是用于检测路基压实质量的常用方法，主要包括地基系数K30试验及二次变形模量Ev2试验。传统的平板载荷试验方法是通过对不同直径承载板多次加载或卸载，根据其荷载及下沉量关系判断土体压实质量。目前市场上的平板载荷测试仪以机械式为主。

对于机械式平板载荷测试仪而言，在测试点放置有承载板、千斤顶、加长杆等组件，并连接带压力表的手动液压泵，将支撑梁对称放置在承载板两端，在承载板上安装测表固定支架并固定下沉量测表，手动逐级加压并观察位移表的显示数据，记录在测试表格中，测试完成后须手动计算测试结果。

但是该种平板在和测试仪需要两个沉降量测表才能够完成测量，因此会增加测试过程中的设备成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种平板载荷测试仪及其测试方法，以解决现有技术中平板载荷测试仪需要两个沉降量测表才能够完成测量的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种平板载荷测试仪，包括：承载板，放置于待测路基上；反力装置，设置在承载板的上方；顶紧装置，顶紧设置在承载板与反力装置之间；测量臂，测量臂的一端设置在承载板上，另一端悬空；支撑架，支撑架从测量臂的悬空端延伸至测量臂的中部，支撑架的两端支撑有支撑座，支撑架伸出支撑座外，并通过杠杆支点连接在测量臂上；沉降量测表，设置在支撑架上，沉降量测表的量测端连接至测量臂的悬空端端部。

优选地，支撑架靠近杠杆支点的一端设置有两个支撑座，两个支撑座对称设置在支撑架的两侧。

优选地，沉降量测表设置在两端支撑座之间的支撑架的中部。

优选地，平板载荷测试仪还包括压力传感器，压力传感器设置在承载板中部。

优选地，平板载荷测试仪还包括控制器和显示器，压力传感器和沉降量测表电连接至控制器，控制器连接至显示器。

优选地，平板载荷测试仪还包括有数据传输接口，数据传输接口电连接至控制器。

优选地，平板载荷测试仪还包括蓝牙打印机。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述的平板载荷测试仪的测试方法，包括：预加载荷，T1时间后卸载；在T2时间后以aMpa的增量逐级加载，并在加载后的测试数据满足要求时，保存压力和位移数据，然后进行下一级荷载；当总下沉量到达设定值且加载级数大于b，计算地基系数并显示出来。

优选地，测试数据要求包括：每增加一级荷载，1min内的沉降量不大于该级荷载产生的沉降量的1％。

优选地，按照如下公式计算地基系数：

K_s＝σ_s/S_s

其中K_s为地基系数，σ_s为曲线中下沉基准值对应的荷载，S_s为下沉基准值。

本发明的平板载荷测试仪包括：承载板，放置于待测路基上；反力装置，设置在承载板的上方；顶紧装置，顶紧设置在承载板与反力装置之间；测量臂，测量臂的一端设置在承载板上，另一端悬空；支撑架，支撑架从测量臂的悬空端延伸至测量臂的中部，支撑架的两端支撑有支撑座，支撑架伸出支撑座外，并通过杠杆支点连接在测量臂上；沉降量测表，设置在支撑架上，沉降量测表的量测端连接至测量臂的悬空端端部。该平板载荷测试仪将承载板中心位移采用杠杆方式转移到位移测试装置的另一端，将沉降量测表设置在支撑架上，通过测试测量臂相对于支撑架的移动来测量承载板中心位移，只需要一个沉降量测表即可完成测量，结构更加简单，而且成本更低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的平板载荷测试仪的结构示意图；

图2是本发明实施例的平板载荷测试仪的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例的平板载荷测试仪的控制结构原理图；

图4是本发明实施例的平板载荷测试仪的测试方法流程图。

附图标记说明：1、承载板；2、反力装置；3、顶紧装置；4、测量臂；5、支撑架；6、支撑座；7、沉降量测表；8、压力传感器。

具体实施方式

在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。

参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，平板载荷测试仪包括：承载板1，用于放置于待测路基上；反力装置2，设置在承载板1的上方；顶紧装置3，顶紧设置在承载板1与反力装置2之间；测量臂4，测量臂4的一端设置在承载板1上，另一端悬空；支撑架5，支撑架5从测量臂4的悬空端延伸至测量臂4的中部，支撑架5的两端支撑有支撑座6，支撑架5伸出支撑座6外，并通过杠杆支点连接在测量臂4上；沉降量测表7，设置在支撑架5上，沉降量测表7的量测端连接至测量臂4的悬空端端部。该顶紧装置3例如为千斤顶，也可以为其他的升降顶紧装置，例如油缸或者气缸等。当千斤顶的长度不够时，可以在千斤顶的顶部增加加长杆，从而保证千斤顶与反力装置2之间顶紧接触。千斤顶通过手动液压泵提供液压顶紧作用力。

该平板载荷测试仪将承载板中心位移采用杠杆方式转移到位移测试装置也即测量臂4的另一端，将沉降量测表7设置在支撑架5上，通过测试测量臂4相对于支撑架5的移动来测量承载板中心位移，只需要一个沉降量测表7即可完成测量，结构更加简单，而且成本更低。

支撑架5靠近杠杆支点的一端设置有两个支撑座6，两个支撑座6对称设置在支撑架5的两侧。两个支撑座6可以对支撑架5形成更加稳定的支撑结构，而且可以通过两个支撑座6在支撑架5两侧所形成的支撑结构对测量臂4的设置形成避让，避免支撑座6与测量臂4之间发生干涉，保证地基系数量测的顺利完成。

沉降量测表7设置在两端支撑座6之间的支撑架5的中部，能够使得沉降量测表7对于支撑架5和测量臂4之间的相对位移测量更加准确可靠，偏差更小，有效保证地基系数的测量精度。

平板载荷测试仪还包括压力传感器8，压力传感器8设置在承载板1中部。该压力传感器能够对千斤顶通过反力装置2施加给承载板1的压紧作用力进行量测，从而为后续的计算提供准确的数据支持。

平板载荷测试仪还包括控制器和显示器，压力传感器8和沉降量测表7电连接至控制器，控制器连接至显示器。控制器可以对压力传感器8和沉降量测表7所测量的数据进行处理，并将处理后的数据传输并显示在显示器上，使得用户能够快速获取相关的测试数据，在测试完成后即可显示测试结果，曲线加数字实时显示，无需手工计算，简单快捷。该显示器优选地为液晶显示器，该液晶显示器选用高点阵模块，在测试结果界面不仅显示测试的位移数据，同时显示一幅位移随时间变化的曲线，便于工作人员对工程质量的判断。沉降量测表7安装在测试装置支架中部，使用信号线连接压力传感器和控制器，手动操作液压泵分级加压进行试验，控制器记录加压下的位移变形，并进行存储和显示。

在平板载荷测试仪内还设置有存储器，能够对测量数据以及计算数据进行存储，以便在需要时随时进行调阅查看，操作更加方便。

平板载荷测试仪还包括有数据传输接口，数据传输接口电连接至控制器。该数据传输接口例如为USB接口，可以方便用户采用具有USB接口的移动存储设备对数据进行拷贝等操作，便于数据的转移和利用。

优选地，平板载荷测试仪还包括蓝牙打印机，蓝牙打印机采用蓝牙无线通讯技术，抗干扰能力较强，传输距离远，低辐射，没有方向性要求，现场即可打印测试数据，高效方便。

在平板载荷测试仪内置有大容量锂电池，使得平板载荷测试仪能够便携，增加了平板载荷测试仪的易用性。大容量锂电池可以增加使用仪器使用寿命，降低对环境的污染，环保，使得平板载荷测试仪的整体结构体积小，重量轻，便携。

结合参见图4所示，根据本发明的实施例，一种上述的平板载荷测试仪的测试方法包括：预加载荷，T1时间后卸载；在T2时间后以aMpa的增量逐级加载，并在加载后的测试数据满足要求时，保存压力和位移数据，然后进行下一级荷载；每级载荷稳定时间不少于3min，当总下沉量到达设定值且加载级数大于b，计算地基系数并显示出来。此处的T1例如为30s，T2例如为30s，a例如为0.04，b例如为5，下沉量基准值设定值例如为1.25mm。当然，上述数值也可以根据需要设定为其他数值。

测试数据要求包括：每增加一级荷载，1min内的沉降量不大于该级荷载产生的沉降量的1％。

按照如下公式计算地基系数：

K_s＝σ_s/S_s

其中K_s为地基系数，σ_s为曲线中下沉基准值对应的荷载，S_s为下沉基准值。

其中S＝a₀+a₁*σ+a₂*σ²+……

σ为承载板荷载MPa，S为承载板中心沉降量mm，a₀为常数项mm，a₁为一次项系数mm/MPa，a₂为二次项系数mm/MPa²。

该曲线方程的系数是将测试值按最小二乘法计算得到的。用于计算系数的方程式为：

其中σ₁，S₁；σ₂，S₂；σ_n……S_n，分别为每级荷载和相应的承载板中心沉降量测试值。

拟合得到a₀，a₁，a₂后，下沉基准计算公式计算中心沉降标准值1.25mm对应的荷载值，按照上述公式计算地基系数。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。