光电式高填土方沉降量测试装置及其安置方法
【专利摘要】本发明公开了一种光电式高填土方沉降量测试装置及其安置方法，包括顶面沉降测试装置、土内沉降测试装置，顶面沉降测试装置的水平激光基准器安置在相对不位移处的测试台座a上，顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器安置在高填土方顶面的测试台座b上，水平激光基准器向光导丝式位移传感器发出水平激光，光导丝式位移传感器输出高填土方顶面沉降量的信号；测试台座b处有土内沉降测试装置，在该测试台座b下方高填土方铅直的钻孔内有圆形的护管，护管管底外沿中心线的测试点处土内有展翼锚头。该沉降量测试装置具有量程大、精度高、对工程施工无干扰、操作方便、实时输出测量数据等特点，是一种能测试高填土方顶面、内部测试点沉降量的装置。
【专利说明】光电式高填土方沉降量测试装置及其安置方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试高填土方沉降量的装置与其安置的方法，具体的说是一种光电式高填土方沉降量测试装置及其安置方法。
【背景技术】
[0002]目前，常用埋设沉降板的方法来测试高填土方的沉降量。由于埋设的沉降板的连接杆在土方施工中被碾压，以及沉降板连接杆的接长、铅直、边界阻力等的原因，会引起高填土方沉降量测试的误差，以及带来施工的不便。
【发明内容】
[0003]针对目前采用沉降板测试高填土方沉降量的不足，本发明提出一种光电式高填土方沉降量测试装置及其安置方法，它是在高填土方施工完成后，再安置顶面沉降测试装置、土内沉降测试装置，能大量程、高精度、实时地测试高填土方顶面、内部测试点的沉降量。
[0004]本发明解决技术问题采用了如下的技术方案:
一种光电式高填土方沉降量测试装置，包括了顶面沉降测试装置、土内沉降测试装置，所述顶面沉降测试装置的水平激光基准器安置在相对不位移处的测试台座a上，所述顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器安置在高填土方顶面测试点处的测试台座b上，所述的水平激光基准器向光导丝式位移传感器发出水平激光，当高填土方顶面发生沉降时，所述的水平激光基准器发射到光导丝式位移传感器上的激光点将向上移动，所述的光导丝式位移传感器输出高填土方顶面测试点沉降量的信号；所述的测试台座b处有土内沉降测试装置，在该测试台座b下方高填土方铅直的钻孔内有圆形的护管，所述护管管底外沿中心线的测试点处土内有展翼锚头，且所述护管底面距离展翼锚头具有间隔，所述展翼锚头上的钢丝绳a从护管内穿出，与所述测试台座b上机架内的拉簧连接，在所述机架的顶面有拉线式光电位移传感器，该拉线式光电位移传感器的拉线穿过机架顶板的通孔，与所述护管管口处钢丝绳a连接，当高填土方内测试点处发生沉降，所述展翼锚头下沉的同时，所述的钢丝绳a带动拉线式光电位移传感器的拉线，该拉线式光电位移传感器输出高填土方内测试点沉降量的信号；所述的护管外壁光滑，护管与测试台座b之间有接触但不连接，护管能沿测试台座b内壁竖向移动。
[0005]所述的水平激光基准器由下而上依次有底座a、底盘和罩壳，所述的底座a为三角板形状，底座a的三个角隅处各有一只调平螺栓，底座a的顶面上有水准泡，底座a顶面中心有立轴，该立轴穿于底盘中心的轴套，所述的底盘在底座a顶面能绕立轴转动；所述的底盘上安置有立架，该立架两个立杆的同一侧面上各有一条竖向滑槽，立架上、下横梁的中心轴孔内活动安置有一根竖直的螺杆；一只滑块的两端分别支撑于两个所述立杆的滑槽内，该滑块的中心穿有所述的螺杆，旋动上横梁上螺杆的旋钮a，能将所述滑块沿两侧的滑槽上下移动，所述滑块上安置有水平的激光发射器；所述的底盘顶面有旋钮b，拧紧该旋钮b能使底盘制动；所述的滑块上有扳手，板紧该扳手能使滑块制动；所述罩壳的顶部为圆弹头形状，罩壳侧面的滑槽内有拉门。
[0006]所述光导丝式位移传感器的底座b为三角板形状，底座b的三个角隅处各有一只调平螺栓，底座b的顶面上有水准泡，底座b顶面的中间有竖直且一侧开口的矩形机壳，该机壳开口的侧面上镶有玻璃板，机壳内有竖直的长方形基板，该基板朝向玻璃板的面上有并排的水平凹槽，每个水平凹槽内镶嵌有一条光导丝，所述的光导丝以交错端部方式，将光导丝的一侧端部与一只光敏元件连接；当所述的水平激光基准器发出的激光照射到光导丝式位移传感器的任何一根光导丝上，该根光导丝将光线传导给其根部的光敏元件，所述的光敏兀件便输出传感信号。
[0007]所述的展翼锚头由下而上依次有锚尖、锚体、钻杆接头，所述的锚体为圆管形状，该锚体侧面的中部有四个等距分布的尖瓣形通孔，每个尖瓣形通孔内安置有一只尖瓣形的锚翼，每个所述锚翼的根部有销轴孔，每个所述锚翼的销轴孔内各安置有一根两端固定在所述锚体内壁上的销轴，所述的锚翼能绕该销轴90°转动；在所述锚体内的钻杆接头处有一根沿中心线的限位弹簧管，该限位弹簧管内活动安置有一只拉塞；所述拉塞的下端系有四根钢丝绳b，该四根钢丝绳b的另一端分别系于四个锚翼根部的凸块上，所述拉塞的上端系有一根所述的钢丝绳a，该根钢丝绳a穿过所述锚体内的限位弹簧管，从钻杆接头的内孔中引出；所述限位弹簧管内壁上有一条绕圆周的凸肋，在该凸肋与凸肋两侧的部分管壁上，有与中心线平行的数条等距的通缝，形成能径向弹性变形的弹性管；拉动所述的钢丝绳a，将拉塞挤过所述限位弹簧管内壁上凸肋的同时，拉塞下端的四根钢丝绳b分别拉动四个所述锚翼的根部，将四个所述锚翼绕各自的销轴转动，从所述锚体上向外展开；在所述锚体内壁尖瓣形通孔的上部位置有一道挡圈，每个所述锚翼依靠于该挡圈上定位；所述钻杆接头顶面的中心有六边形的孔，该孔内的六个面上各自有一个卡钻杆的碰珠凹坑；所述的锚尖为子弹头形状。
[0008]一种光电式高填土方沉降量测试装置的安置方法，依次按以下步骤进行:
(1)在高填土方的顶面，按设计确定出所有测试点的位置；
(2)逐个在测试点上安置钻机，采用小孔径护壁钻头铅直进行钻孔达到设计深度，起出钻头后顶入护管达设计指定的位置，且护管顶部管口高出高填土方的顶面；
(3)把展翼锚头安置在钻杆上，穿入护管达钻孔的底部，操作钻机收紧展翼锚头的钢丝绳a，逐步打开展翼锚头的锚翼，同时向上提钻杆，把锚翼扎进土里，当展翼锚头向上的阻力大于展翼锚头钻杆接头内钻杆碰珠的弹力时，展翼锚头与钻杆脱离，把展翼锚头留在孔底的土内，作为土内沉降量测试头；
(4)撤出钻机，把展翼锚头钢丝绳a的绳头留在护管顶部的管口，在护管的周围做测试台座b后，用水准仪测出该测试台座b的顶面标高；在所述的测试台座b上安装机架，把所述的钢丝绳a绳头系于拉簧的一端，把该拉簧的另一端挂在机架上，将钢丝绳a绷直，测量出所述展翼锚头的埋深；
(5)把拉线式光电位移传感器安置于所述机架的顶面，将拉线式光电位移传感器的拉线与护管管口处钢丝绳a连接，做好该测试点土内沉降量测试的准备；
(6)在测试台座b上放置顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器，视其底座b上的水准泡，调整底座b上的调平螺栓，将底座b调成水平，拆下光导丝式位移传感器的外罩；
(7)在远离高填土方，且相对不位移，与测试台座b通视处安置测试台座a;在测试台座a上安置顶面沉降测试装置的水平激光基准器，视其底座a上的水准泡，调整底座a上的调平螺栓，将底座a调成水平；转动底盘将激光发射器对准光导丝式位移传感器后拧紧旋钮b制动，做好该测试点顶面沉降量测试的准备；
(8)把水平激光基准器、光导丝式位移传感器、拉线式光电位移传感器的电缆与高填土方沉降量测试仪联接，进行所有仪器设备的调试；
(9)操作高填土方沉降量测试仪测试出高填土方的起始数据后，按设计间隔的时间进行高填土方顶面、内部沉降量的测试。
[0009]本发明中的光电式高填土方沉降量测试装置基于以下工作原理:所述的顶面沉降测试装置由水平激光基准器和光导丝式位移传感器组成，把水平激光基准器安置在相对不位移的测试台座a上，把光导丝式位移传感器安置在高填土方顶面测试点的测试台座b上，由水平激光基准器向光导丝式位移传感器发出固定不动的基准激光，高填土方沉降量测试仪测试出接受到基准激光的光导丝至基板底的高度h (&等于被照射到基准激光的光导丝，其以下部分的光导丝根数η乘以每根光导丝间隔的距离b，即hfnb)，又初次由水准仪测量出测试台座b顶面标高为Vci(测试台座b顶面与高填土方顶面平齐)。对于i次(i=l、2、3……η)测试的高填土方顶面沉降量Λ 1:由高填土方沉降量测试仪测试出接受到基准激光的光导丝至基板底的高度Iii，所以i次测得的顶面沉降量为Λ i;即:Λ ^hiA ;对于i次(i=l、2、3……η)测试的高填土方测试台座b顶面标高▽ 1:*▽严▽Λ严▽ Q- ChiA)= V0^h00所述的土内沉降测试装置由展翼锚头、护管、钢丝绳a、拉簧、机架、拉线式光电位移传感器组成，起始测得展翼锚头至测试台座b顶面的钢丝绳a长度为L (L又为展翼锚头的埋深)，又初次由水准仪测量出测试台座b顶面标高为▽ ^，所以土内测试点的起始标高为▼ ^即▼ f V 0-L ;对于i次(i=l、2、3……η)测试的高填土方土内测试点标高▼ 1:由拉线式光电位移传感器测得展翼锚头沉降读数值为δ i，由▼ i=V 1-L- δ i，其中当从拉线式光电位移传感器中拉出拉线，即其所测试出的沉降读数值\为正值，说明高填土方的土内测试点沉降量比顶面测试点沉降量大(非常情况)；当从拉线式光电位移传感器中未拉出或缩回拉线，即其所测试出的沉降读数值δ i为零，说明高填土方的土内测试点沉降量与顶面测试点沉降量相等；当从拉线 式光电位移传感器中缩回拉线，即其所测试出的沉降读数值δ i为负值，说明高填土方的土内测试点沉降量比顶面测试点沉降量小；对于i次(i=l、
2、3......η)测试的高填土方土内沉降量▲ i;由赢i0
[0010]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:本发明提出的一种光电式高填土方沉降量测试装置，能测试高填土方顶面、内部测试点的沉降量，具有量程大、精度高、对工程施工无干扰、操作方便、实时输出测试数据等特点，为掌握高填土方特性提供了先进的测试仪器。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的光电式高填土方沉降量测试装置正剖视工作示意图。
[0012]图2为本发明的光电式高填土方沉降量测试装置俯视工作示意图。
[0013]图3为本发明的测试台座b处正剖视结构示意图。
[0014]图4为本发明的水平激光基准器正剖视结构示意图。
[0015]图5为本发明的水平激光基准器侧剖视结构示意图。[0016]图6为本发明的水平激光基准器俯剖视结构示意图。
[0017]图7为本发明的光导丝式位移传感器正剖视结构示意图。
[0018]图8为本发明的光导丝式位移传感器侧剖视结构示意图。
[0019]图9为本发明的光导丝式位移传感器俯剖视结构示意图。
[0020]图10为本发明的展翼锚头正剖视结构示意图。
[0021]图11为本发明的展翼锚头侧视结构示意图。
[0022]图12为本发明的展翼锚头俯视结构示意图。
[0023]图中标号:1高填土方、2测试台座a、3测试台座b、4钢丝绳a、5护管、6拉簧、7机架、8拉线式光电位移传感器、9拉线、10水平激光基准器、11底座a、12底盘、13罩壳、14拉门、15调平螺栓、16水准泡、17立轴、18立架、19滑槽、20螺杆、21滑块、22激光发射器、23旋钮a、24旋钮b、25扳手、26光导丝式位移传感器、27底座b、28机壳、29玻璃板、30基板、31光导丝、32光敏元件、33展翼锚头、34锚体、35锚尖、36钻杆接头、37锚翼、38销轴、39钢丝绳b、40拉塞、41限位弹簧管、42挡圈。
【具体实施方式】
[0024]参见图1?图12，为本发明的一种光电式高填土方沉降量测试装置，包括了顶面沉降测试装置、土内沉降测试装置，其特征在于:所述顶面沉降测试装置的水平激光基准器10安置在相对不位移处的测试台座a2上，所述顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器26安置在高填土方I顶面测试点处的测试台座b3上，所述的水平激光基准器10向光导丝式位移传感器26发出水平激光，当高填土方I顶面发生沉降时，所述的水平激光基准器10发射到光导丝式位移传感器26上的激光点将向上移动,所述的光导丝式位移传感器26输出高填土方I顶面测试点沉降量的信号；所述的测试台座b3处有土内沉降测试装置，在该测试台座b3下方高填土方I铅直的钻孔内有圆形的护管5，所述护管5管底外沿中心线的测试点处土内有展翼锚头33，且所述护管5底面距离展翼锚头33有设计的间隔，所述展翼锚头33上的钢丝绳a4从护管5内穿出，与所述测试台座b3上机架7内的拉簧6连接，在所述机架7的顶面有拉线式光电位移传感器8，该拉线式光电位移传感器8的拉线9穿过机架7顶板的通孔，与所述护管5管口处钢丝绳a4连接，当高填土方I内测试点处发生沉降，所述展翼锚头33下沉的同时，所述的钢丝绳a4带动拉线式光电位移传感器8的拉线9，该拉线式光电位移传感器8输出高填土方I内测试点沉降量的信号；所述的护管5外壁光滑，护管5与测试台座b3之间有接触但不连接，护管5能沿测试台座b3内壁竖向移动。
[0025]所述的水平激光基准器10由下而上依次有底座all、底盘12和罩壳13，所述的底座all为三角板形状，底座all的三个角隅处各有一只调平螺栓15，底座all的顶面上有水准泡16，底座all顶面中心有立轴17，该立轴17穿于底盘12中心的轴套，所述的底盘12在底座all顶面能绕立轴17转动；所述的底盘12上安置有立架18，该立架18两个立杆的同一侧面上各有一条竖向滑槽19，立架18上、下横梁的中心轴孔内活动安置有一根竖直的螺杆20 只滑块21的两端分别支撑于两个所述立杆的滑槽19内，该滑块21的中心穿有所述的螺杆20，旋动上横梁上螺杆的旋钮a23，能将所述滑块21沿两侧的滑槽19上下移动，所述滑块21上安置有水平的激光发射器22 ;所述的底盘12顶面有旋钮b24，拧紧该旋钮b24能使底盘12制动；所述的滑块21上有扳手25，板紧该扳手25能使滑块21制动；所述罩壳13的顶部为圆弹头形状，罩壳13侧面的滑槽内有拉门14。
[0026]所述光导丝式位移传感器26的底座b27为三角板形状，底座b27的三个角隅处各有一只调平螺栓15，底座b27的顶面上有水准泡16，底座b27顶面的中间有竖直且一侧开口的矩形机壳28，该机壳28开口的侧面上镶有玻璃板29，机壳28内有竖直的长方形基板30，该基板30朝向玻璃板29的面上有并排的水平凹槽，每个水平凹槽内镶嵌有一条光导丝31，所述的光导丝31以交错端部方式，将光导丝31的一侧端部与一只光敏元件32连接；当所述的水平激光基准器22发出的激光照射到光导丝式位移传感器26的任何一根光导丝31上，该根光导丝31将光线传导给其根部的光敏元件32，所述的光敏元件32便输出传感信号。
[0027]所述的展翼锚头33由下而上依次有锚尖35、锚体34、钻杆接头36，所述的锚体34为圆管形状，该锚体34侧面的中部有四个等距分布的尖瓣形通孔，每个尖瓣形通孔内安置有一只尖瓣形的锚翼37，每个所述锚翼37的根部有销轴孔，每个所述锚翼37的销轴孔内各安置有一根两端固定在所述锚体34内壁上的销轴38，所述的锚翼37能绕该销轴90°转动；在所述锚体34内的钻杆接头36处有一根沿中心线的限位弹簧管41，该限位弹簧管41内活动安置有一只拉塞40 ;所述拉塞40的下端系有四根钢丝绳b39，该四根钢丝绳b39的另一端分别系于四个锚翼37根部的凸块上，所述拉塞40的上端系有一根所述的钢丝绳a4，该根钢丝绳a4穿过所述锚体34内的限位弹簧管41，从钻杆接头36的内孔中引出；所述限位弹簧管41内壁上有一条绕圆周的凸肋，在该凸肋与凸肋两侧的部分管壁上，有与中心线平行的数条等距的通缝，形成能径向弹性变形的弹性管；拉动所述的钢丝绳a4，将拉塞40挤过所述限位弹簧管41内壁上凸肋的同时，拉塞40下端的四根钢丝绳b39分别拉动四个所述锚翼37的根部，将四个所述锚翼37绕各自的销轴38转动，从所述锚体34上向外展开；在所述锚体34内壁尖瓣形通孔的上部位置有一道挡圈42，每个所述锚翼37依靠于该挡圈42上定位；所述钻杆接头36顶面的中心有六边形的孔，该孔内的六个面上各自有一个卡钻杆的碰珠凹坑；所述的锚尖35为子弹头形状。
[0028]一种光电式高填土方沉降量测试装置的安置方法，依次按以下步骤进行，其特征在于:
(1)在高填土方I的顶面，按设计确定出所有测试点的位置；
(2)逐个在测试点上安置钻机，采用小孔径护壁钻头铅直进行钻孔达到设计深度，起出钻头后顶入护管5达设计指定的位置，且护管5顶部管口高出高填土方I的顶面；
(3)把展翼锚头33安置在钻杆上，穿入护管5达钻孔的底部，操作钻机收紧展翼锚头33的钢丝绳a4，逐步打开展翼锚头33的锚翼37，同时向上提钻杆，把锚翼37扎进土里，当展翼锚头33向上的阻力大于展翼锚头钻杆接头36内钻杆碰珠的弹力时，展翼锚头33与钻杆脱离，把展翼锚头33留在孔底的土内，作为土内沉降量测试头；
(4)撤出钻机，把展翼锚头33钢丝绳a4的绳头留在护管5顶部的管口，在护管5的周围做测试台座b3后，用水准仪测出该测试台座b3的顶面标高；在所述的测试台座b3上安装机架7,把所述的钢丝绳a4绳头系于拉簧6的一端,把该拉簧6的另一端挂在机架7上，将钢丝绳a4绷直，测量出所述展翼锚头33的埋深；
(5)把拉线式光电位移传感器8安置于所述机架7的顶面，将拉线式光电位移传感器8的拉线9与护管5管口处钢丝绳a4连接，做好该测试点土内沉降量测试的准备； (6)在测试台座b3上放置顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器26，视其底座b27上的水准泡16，调整底座b27上的调平螺栓15，将底座b27调成水平，拆下光导丝式位移传感器26的外罩；
(7)在远离高填土方1，且相对不位移，与测试台座b3通视处安置测试台座a2;在测试台座a2上安置顶面沉降测试装置的水平激光基准器10，视其底座all上的水准泡16，调整底座all上的调平螺栓15，将底座all调成水平；转动底盘12将激光发射器22对准光导丝式位移传感器26后拧紧旋钮b24制动，做好该测试点顶面沉降量测试的准备；
(8)把水平激光基准器10、光导丝式位移传感器26、拉线式光电位移传感器8的电缆与高填土方沉降量测试仪联接，进行所有仪器设备的调试；
(9)操作高填土方沉降量测试仪测试出高填土方I的起始数据后，按设计间隔的时间进行高填土方I顶面、内部沉降量的测试。
[0029]
高填土方I是高填土的土方工程；测试台座a2的作用是安置顶面沉降测试装置的水平激光基准器10 ;测试台座b3的作用是高填土方I顶面沉降的测试点，安置顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器26、机架7、拉线式光电位移传感器8 ;钢丝绳a4的作用是将展翼锚头33与拉线式光电位移传感器8连接，传递高填土方内测试点的沉降量；护管5的作用是保护钻孔壁，防止孔壁坍塌，不让钢丝绳a4与填土接触；拉簧6的作用是绷直钢丝绳a4 ；机架7的作用是安置拉簧6和拉线式光电位移传感器8 ;拉线式光电位移传感器8的作用是测试高填土方I 土内测试点的沉降读数值；拉线9的作用是将拉线式光电位移传感器8与钢丝绳a4连接，传递展翼锚头33的移动量；水平激光基准器10的作用是向光导丝式位移传感器26发射水平的基准激光；底座all的作用是安置调平螺栓15、水准泡16、立轴17、底盘12 ;底盘12的作用是安置立架18、罩壳13 ;罩壳13的作用是保护立架18、激光发射器22，安置拉门14 ;拉门14的作用是便于激光发射器22发射激光；调平螺栓15的作用是将底座all面调成水平，让激光发射器22在任意水平方向上保持水平状态；水准泡16的作用是调平底座all的参照物；立轴17的作用是活动安置底盘12，让底盘12在底座all顶面绕该立轴17转动；立架18的作用是安置立杆和横梁，立杆为固定滑槽19，横梁为活动安置螺杆20 ;滑槽19的作用是活动安置滑块21，让滑块21沿铅直向移动；螺杆20的作用是引动滑块21按滑槽19轨迹滑移；滑块21的作用是水平安置激光发射器22 ;激光发射器22的作用是发射基准激光；旋钮a23的作用是旋转螺杆20带动滑块21 ;旋钮b24的作用是为底盘12制动；扳手25的作用是让滑块21制动；光导丝式位移传感器26的作用是测试高填土方I上测试台座b3处的沉降量；底座b27的作用是安置机壳28、基板30、调平螺栓15、水准泡16 ;机壳28的作用是安置玻璃板29，保护基板30、光导丝31、光敏元件32 ;玻璃板29的作用是透光，以及保护基板30、光导丝31、光敏元件32 ;基板30的作用是安置光导丝31、光敏元件32 ;光导丝31的作用是接收水平激光基准器10发射的激光信号，把该激光信号传导给光敏元件32 ;光敏元件32的作用是光电转换输出传感信号；展翼锚头33的作用是留在高填土方I内测试点处作为传感部件；锚体34的作用是展翼锚头33的外壳，铰接固定锚翼37，安置锚尖35和钻杆接头36 ;锚尖35的作用是引导锚体34穿过护管5，到达测试点的土内；钻杆接头36的作用是将锚体34与钻杆临时连接；锚翼37的作用是增加展翼锚头33在土内的阻力，与测试点的土协同沉降；销轴38的作用是活动安置锚翼37 ;钢丝绳b39的作用是将锚翼37与拉塞40连接；拉塞40的作用是防止过早打开锚翼37 ;限位弹簧管41的作用是活动安置拉塞40，只有用足够的拉力才能拉动拉塞40，是拉动拉塞40的保险装置；挡圈42的作用是防止锚翼37向锚体34内移动，给锚翼37临时固定与定位。
【权利要求】
1.一种光电式高填土方沉降量测试装置，包括了顶面沉降测试装置、土内沉降测试装置，其特征在于:所述顶面沉降测试装置的水平激光基准器安置在相对不位移处的测试台座a上，所述顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器安置在高填土方顶面测试点处的测试台座b上，所述的水平激光基准器向光导丝式位移传感器发出水平激光，当高填土方顶面发生沉降时，所述的水平激光基准器发射到光导丝式位移传感器上的激光点将向上移动，所述的光导丝式位移传感器输出高填土方顶面测试点沉降量的信号；所述的测试台座b处有土内沉降测试装置，在该测试台座b下方高填土方铅直的钻孔内有圆形的护管，所述护管管底外沿中心线的测试点处土内有展翼锚头，且所述护管底面距离展翼锚头具有间隔，所述展翼锚头上的钢丝绳a从护管内穿出，与所述测试台座b上机架内的拉簧连接，在所述机架的顶面有拉线式光电位移传感器，该拉线式光电位移传感器的拉线穿过机架顶板的通孔，与所述护管管口处钢丝绳a连接，当高填土方内测试点处发生沉降，所述展翼锚头下沉的同时，所述的钢丝绳a带动拉线式光电位移传感器的拉线，该拉线式光电位移传感器输出高填土方内测试点沉降量的信号；所述的护管外壁光滑，护管与测试台座b之间有接触但不连接，护管能沿测试台座b内壁竖向移动。
2.根据权利要求1所述光电式高填土方沉降量测试装置，其特征是:所述的水平激光基准器由下而上依次有底座a、 底盘和罩壳，所述的底座a为三角板形状，底座a的三个角隅处各有一只调平螺栓，底座a的顶面上有水准泡，底座a顶面中心有立轴，该立轴穿于底盘中心的轴套，所述的底盘在底座a顶面能绕立轴转动；所述的底盘上安置有立架，该立架两个立杆的同一侧面上各有一条竖向滑槽，立架上、下横梁的中心轴孔内活动安置有一根竖直的螺杆；一只滑块的两端分别支撑于两个所述立杆的滑槽内，该滑块的中心穿有所述的螺杆，旋动上横梁上螺杆的旋钮a，能将所述滑块沿两侧的滑槽上下移动，所述滑块上安置有水平的激光发射器；所述的底盘顶面有旋钮b，拧紧该旋钮b能使底盘制动；所述的滑块上有扳手，板紧该扳手能使滑块制动；所述罩壳的顶部为圆弹头形状，罩壳侧面的滑槽内有拉门。
3.根据权利要求1所述光电式高填土方沉降量测试装置，其特征是:所述光导丝式位移传感器的底座b为三角板形状，底座b的三个角隅处各有一只调平螺栓，底座b的顶面上有水准泡，底座b顶面的中间有竖直且一侧开口的矩形机壳，该机壳开口的侧面上镶有玻璃板，机壳内有竖直的长方形基板，该基板朝向玻璃板的面上有并排的水平凹槽，每个水平凹槽内镶嵌有一条光导丝，所述的光导丝以交错端部方式，将光导丝的一侧端部与一只光敏元件连接；当所述的水平激光基准器发出的激光照射到光导丝式位移传感器的任何一根光导丝上，该根光导丝将光线传导给其根部的光敏元件，所述的光敏元件便输出传感信号。
4.根据权利要求1所述光电式高填土方沉降量测试装置，其特征是:所述的展翼锚头由下而上依次有锚尖、锚体、钻杆接头，所述的锚体为圆管形状，该锚体侧面的中部有四个等距分布的尖瓣形通孔，每个尖瓣形通孔内安置有一只尖瓣形的锚翼，每个所述锚翼的根部有销轴孔，每个所述锚翼的销轴孔内各安置有一根两端固定在所述锚体内壁上的销轴，所述的锚翼能绕该销轴90°转动；在所述锚体内的钻杆接头处有一根沿中心线的限位弹簧管，该限位弹簧管内活动安置有一只拉塞；所述拉塞的下端系有四根钢丝绳b，该四根钢丝绳b的另一端分别系于四个锚翼根部的凸块上，所述拉塞的上端系有一根所述的钢丝绳a，该根钢丝绳a穿过所述锚体内的限位弹簧管，从钻杆接头的内孔中引出；所述限位弹簧管内壁上有一条绕圆周的凸肋，在该凸肋与凸肋两侧的部分管壁上，有与中心线平行的数条等距的通缝，形成能径向弹性变形的弹性管；拉动所述的钢丝绳a，将拉塞挤过所述限位弹簧管内壁上凸肋的同时，拉塞下端的四根钢丝绳b分别拉动四个所述锚翼的根部，将四个所述锚翼绕各自的销轴转动，从所述锚体上向外展开；在所述锚体内壁尖瓣形通孔的上部位置有一道挡圈，每个所述锚翼依靠于该挡圈上定位；所述钻杆接头顶面的中心有六边形的孔，该孔内的六个面上各自有一个卡钻杆的碰珠凹坑；所述的锚尖为子弹头形状。
5.一种光电式高填土方沉降量测试装置的安置方法，依次按以下步骤进行，其特征在于: (1)在高填土方的顶面，按设计确定出所有测试点的位置； (2)逐个在测试点上安置钻机，采用小孔径护壁钻头铅直进行钻孔达到设计深度，起出钻头后顶入护管达设计指定的位置，且护管顶部管口高出高填土方的顶面； (3)把展翼锚头安置在钻杆上，穿入护管达钻孔的底部，操作钻机收紧展翼锚头的钢丝绳a，逐步打开展翼锚头的锚翼，同时向上提钻杆，把锚翼扎进土里，当展翼锚头向上的阻力大于展翼锚头钻杆接头内钻杆碰珠的弹力时，展翼锚头与钻杆脱离，把展翼锚头留在孔底的土内，作为土内沉降量测试头； (4)撤出钻机，把展翼锚头钢丝绳a的绳头留在护管顶部的管口，在护管的周围做测试台座b后，用水准仪测出该测试台座b的顶面标高；在所述的测试台座b上安装机架，把所述的钢丝绳a绳头系于拉簧的一端，把该拉簧的另一端挂在机架上，将钢丝绳a绷直，测量出所述展翼锚头的埋深； (5)把拉线式光电位移传感器安置于所述机架的顶面，将拉线式光电位移传感器的拉线与护管管口处钢丝绳a连接，做好该测试点土内沉降量测试的准备； (6)在测试台座b上放置顶面沉降测试装置的光导丝式位移传感器，视其底座b上的水准泡，调整底座b上的调平螺栓，将底座b调成水平，拆下光导丝式位移传感器的外罩； (7)在远离高填土方，且相对不位移，与测试台座b通视处安置测试台座a; 在测试台座a上安置顶面沉降测试装置的水平激光基准器，视其底座a上的水准泡，调整底座a上的调平螺栓，将底座a调成水平；转动底盘将激光发射器对准光导丝式位移传感器后拧紧旋钮b制动，做好该测试点顶面沉降量测试的准备； (8)把水平激光基准器、光导丝式位移传感器、拉线式光电位移传感器的电缆与高填土方沉降量测试仪联接，进行所有仪器设备的调试； (9)操作高填土方沉降量测试仪测试出高填土方的起始数据后，按设计间隔的时间进行高填土方顶面、内部沉降量的测试。
【文档编号】G01C5/00GK103485319SQ201310378737
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】朱大勇, 沈银斌, 汪哲荪 申请人:合肥工业大学