一种检测光纤与土体协调变形的试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于土木工程技术领域，具体来说，涉及到一种检测光纤与土体协调变形的试验装置。
【背景技术】
[0002]1989年Mendez等首先将光纤传感技术应用到混凝土结构安全检测中来，随后美国、加拿大、日本等国相关领域的人员将其在土木、水利工程中进行了推广应用，如1992年美国佛蒙大学将分布式光纤应力应变传感器安装在咸努期基河水电站坝内，以实时监测大坝混凝土结构的健康状况。随着分布式光纤传感技术的日趋成熟，直接将传感光纤埋设在土体中，监测土体的应力应变、位移、温度等参量的空间分布及其变化已成为可能。但光纤埋入土体之后，光纤与土体的耦合程度，即两者的协调变形的能力的检验一直以来没有专门试验仪器，而两者的协调性直接决定了光纤对土体真实变形的反映程度。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种经济省时、便捷高效的检测光纤与土体协调变形的试验装置。
[0004]本实用新型所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述试验装置包括模型箱1、光纤固定滑槽2、光纤3、刻度板4、承压板5、千斤顶6、压力盒7和压力采集仪8 ;所述模型箱1由四方体钢结构框架101、结构胶102和位于六面的有机玻璃103组成；所述模型箱1前侧两端均设有光纤固定滑槽2 ;所述光纤3水平处于拉紧状态，其两端为梭形结构301，该梭形结构301嵌入光纤固定滑槽2中，能沿固定滑槽2垂直移动；所述刻度板4粘贴于前面处的有机玻璃103上；所述承压板5位于模型箱1上面的有机玻璃103，其上依次设有压力盒7和千斤顶6 ;所述千斤顶6连接压力采集仪8。
[0005]本实用新型所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述刻度板4为透明材质。
[0006]本实用新型所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述模型箱1尺寸长 X 宽 X 高为 60cmX 30cmX 30cm。
[0007]本实用新型所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述钢结构框架101采用“L”型等边角钢焊接而成，该角钢肢长4cm，肢厚2.8mm。
[0008]本实用新型所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述结构胶102为环氧树脂系胶结剂。
[0009]本实用新型所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述有机玻璃103为厚度1cm的钢化玻璃。
[0010]与现有技术相比，本实用新型所述检测光纤与土体协调变形的试验装置可检测不同物理力学参数土体与采用不同封装工艺光纤之间的协调变形程度，为不同地质条件下光纤的选用以及光纤埋设工艺(开挖回填、钻孔灌浆)的确定提供数据支撑，使监测结果更加可靠，且装置简单实用，可视化程度高，可广泛应用于采用光纤监测的岩土工程中。
【附图说明】
[0011]图1:试验装置立体图；图2:试验装置俯视图；图3:试验装置右视图；图4:滑槽前侧局部图；图5:滑槽左侧局部图；模型箱-1、钢结构框架-101、结构胶-102、有机玻璃-103、光纤固定滑槽-2、光纤_3、梭形结构-301、刻度板_4、承压板_5、千斤顶_6、压力盒-7、压力采集仪-8。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体的实施例对本实用新型所述的检测光纤与土体协调变形的试验装置做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
[0013]实施例1
[0014]—种检测光纤与土体协调变形的试验装置，所述试验装置包括模型箱1、光纤固定滑槽2、光纤3、刻度板4、承压板5、千斤顶6、压力盒7和压力采集仪8 ;所述模型箱1由四方体钢结构框架101、结构胶102和位于六面的有机玻璃103组成；所述模型箱1前侧两端均设有光纤固定滑槽2 ;所述光纤3水平处于拉紧状态，其两端为梭形结构301，该梭形结构301嵌入光纤固定滑槽2中，能沿固定滑槽2垂直移动；所述刻度板4粘贴于前面处的有机玻璃103上；所述承压板5位于模型箱1上面的有机玻璃103，其上依次设有压力盒7和千斤顶6 ;所述千斤顶6连接压力采集仪8。所述刻度板4为透明材质。
[0015]某高速公路边坡表层土体物理力学参数为弹性模型50MPa、泊松比0.38、粘聚力18kPa、摩擦角16.5°、密度1690kg/m3，为采用分布式光纤监测边坡坡表变形，光纤采用直径为5mm的铠装光纤，光纤采用挖槽回填，现需进行回填土体与埋设光纤的协调变形参数试验。拟采用本检测光纤与土体协调变形的试验装置系统模型箱尺寸长X宽X高为60cmX 30cmX 30cm。模型箱钢结构框架采用“L”型等边角钢焊接而成，角钢肢长4cm，肢厚2.8mm。采用环氧树脂系胶结剂将厚度为lcm的钢化玻璃粘结到钢结构框架平齐面。将边坡开槽挖出的土体5cm —层分层装住模型箱中，分层压实，用密度来控制压实程度。压实4层后，将带有梭形结构监测光纤两端嵌入光纤滑槽，梭形结构嵌入滑槽后，光纤水平处于拉筋状态。光纤下半部分与已压实土体接触。将光纤紧贴玻璃，装入光纤上5cm 土体，保持光纤通长都与玻璃紧密接触，以保持光纤的可视性，压实，回填最后5cm土体，压实。将承压板放置与土体表面中部靠近光纤埋设一侧，距玻璃面5cm，与模型箱中线对齐。将压力盒放置到承压板上部，居中对齐。千斤顶放置于压力盒上部，对齐。压力盒连接压力采集仪，压力值调零。用千斤顶逐级施加载荷，读取压力值，通过透明刻度纸读取光纤变形值，得到压力和光纤变形曲线。在原土体密度基础上调整填充土体密度参数，重复上述试验，得到多条压力和光纤变形曲线。选取试验加载过程中，压力和光纤变形曲线规律性强，土体与光纤始终紧密接触，无脱空的填充土体，即为和该类光纤协调变形效果好的填充土体。在现场埋设光纤回填土体时，即可按该密度来控制填充土体，保证光纤和土体的协调变形。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所述检测光纤与土体协调变形的试验装置可检测不同物理力学参数土体与采用不同封装工艺光纤之间的协调变形程度，为不同地质条件下光纤的选用以及光纤埋设工艺(开挖回填、钻孔灌浆)的确定提供数据支撑，使监测结果更加可靠，且装置简单实用，可视化程度高，可广泛应用于采用光纤监测的岩土工程中。
【主权项】
1.一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括模型箱(1)、光纤固定滑槽⑵、光纤(3)、刻度板(4)、承压板(5)、千斤顶(6)、压力盒(7)和压力采集仪⑶；所述模型箱⑴由四方体钢结构框架(101)、结构胶(102)和位于六面的有机玻璃(103)组成；所述模型箱(1)前侧两端均设有光纤固定滑槽(2);所述光纤(3)水平处于拉紧状态，其两端为梭形结构(301)，该梭形结构(301)嵌入光纤固定滑槽(2)中，能沿固定滑槽(2)垂直移动；所述刻度板(4)粘贴于前面处的有机玻璃(103)上；所述承压板(5)位于模型箱1上面的有机玻璃(103)，其上依次设有压力盒(7)和千斤顶￠);所述千斤顶(6)连接压力采集仪(8)。2.根据权利要求1所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，其特征在于，所述刻度板(4)为透明材质。3.根据权利要求1所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，其特征在于，所述模型箱(1)尺寸长X宽X高为60cmX30cmX30cm。4.根据权利要求1所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，其特征在于，所述钢结构框架(101)采用“L”型等边角钢焊接而成，该角钢肢长4cm，肢厚2.8mm。5.根据权利要求1所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，其特征在于，所述结构胶(102)为环氧树脂系胶结剂。6.根据权利要求1所述的一种检测光纤与土体协调变形的试验装置，其特征在于，所述有机玻璃(103)为厚度1cm的钢化玻璃。
【专利摘要】本实用新型涉及一种检测光纤与土体协调变形的试验装置。其包括模型箱、光纤固定滑槽、光纤、刻度板、承压板、千斤顶、压力盒和压力采集仪；所述模型箱由四方体钢结构框架、结构胶和位于六面的有机玻璃组成；所述模型箱前侧两端均设有光纤固定滑槽；所述光纤水平处于拉紧状态，其两端为梭形结构，该梭形结构嵌入光纤固定滑槽中，能沿固定滑槽垂直移动；所述刻度板粘贴于前面处的有机玻璃上；所述承压板位于模型箱上面的有机玻璃，其上依次设有压力盒和千斤顶；所述千斤顶连接压力采集仪。本实用新型可检测不同物理力学参数土体与采用不同封装工艺光纤之间的协调变形程度，为不同地质条件下光纤的选用以及光纤埋设工艺的确定提供数据支撑。
【IPC分类】G01N3/08
【公开号】CN205049415
【申请号】CN201520625252
【发明人】孙志杰, 张军, 赵建斌, 董立山, 马林, 杨玉东, 员康锋, 宿钟鸣, 薛晓辉
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年8月18日