一种埋入式混凝土应变测量装置及其施工方法与流程

本发明涉及一种混凝土应变计，尤其是涉及一种埋入式混凝土应变测量装置及其施工方法。

背景技术

在土木工程领域经常需要使用到埋入式混凝土应变计来进行混凝土结构的应力应变监测，利用混凝土应变计一方面可以测试混凝土结构的安全，另一方面可以对结构的受力行为进行科学研究与解释。埋入式混凝土应变计广泛使用在房建、隧道、基坑、边坡、堤坝等工程领域，是土工测试中一种广泛使用的元器件。

但需要注意的是，埋入式混凝土应变计的测试结构受埋设方式影响较大，一方面，为保证混凝土应变计数据的精确性，元器件应保证沿纵向受力，不宜受较大横向集中力及摩擦力的干扰。另一方面，埋入式混凝土应变计受钢筋布置影响较大，对于钢筋混凝土衬砌，埋入式混凝土应变计可以绑扎在钢筋上，但这种方式会受到扎丝和钢筋摩擦力的作用，对数据的精准性造成影响；对于素混凝土结构，埋入式混凝土应变计难以布置，这种情况需要现场实验人员布置辅助钢筋，利用辅助钢筋进行应变计的布置，该方式较复杂，尤其对于如隧道顶部较高的位置，站立空间小，难以进行测试工作。而现场测试往往需要在任意位置处简单、迅速的进行元器件的布置，对建筑物的施工进度不造成影响。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种埋入式混凝土应变测量装置及其施工方法，本发明具有结构简单、易于制作、成本低、使用方便和测量结果精准等优点。

本发明采用的技术方案是：一种埋入式混凝土应变测量装置，包括埋入到混凝土内的混凝土应变计，其特征在于：还包括用于安装混凝土应变计的第一垫环和第二垫环，所述第一垫环和第二垫环均通过固定杆固定在岩土体临空侧，所述混凝土应变计横跨安装在第一垫环和第二垫环之间，所述混凝土应变计的一端伸出第一垫环外，另一端伸出第二垫环外，端部均设有端座和受力饼；所述混凝土应变计上设有用于测量混凝土应变的电子组件，所述电子组件设置在第一垫环和第二垫环之间，所述电子组件的测试线伸出混凝土外。

作为优选，所述第一垫环和第二垫环均采用上端开口下端封闭的半剖金属圆管结构，所述第一垫环和第二垫环上均设有连接孔，固定丝穿过连接孔将混凝土应变计固定在第一垫环和第二垫环上。

进一步的，所述连接孔与对应的第一垫环或第二垫环底部的垂直距离介于混凝土应变计的端座外径与受力饼直径之间。

作为优选，所述固定杆上端通过螺纹与对应的第一垫环或第二垫环固定连接，下端通过螺纹与岩土体固定连接，中部为光轴。

作为优选，所述固定杆与岩土体固定连接的下端为锥形。

作为优选，所述第一垫环和第二垫环轴线处于同一直线上。

一种埋入式混凝土应变测量装置的施工方法，包括以下步骤：

a、将第一垫环和第二垫环通过固定杆固定到岩土体临空侧,固定杆旋入岩土体深度为5～10cm，第一垫环和第二垫环轴线处于同一直线上；

b、混凝土应变计横跨放置在第一垫环和第二垫环上；

c、用固定丝将混凝土应变计与第一垫环和第二垫环固定；

d、浇筑混凝土，要求电子组件的测试线漏出混凝土外。

本发明取得的有益效果是：第一垫环和第二垫环均通过固定杆固定在岩土体临空侧，避免辅助旋挂钢筋的架立与焊接，占用空间小，使用方便；混凝土应变计横跨安装在第一垫环和第二垫环之间，两端均设有端座和受力饼，保证混凝土应变计沿纵向受力；混凝土应变计通过固定丝固定在第一垫环和第二垫环上，可有效消除传统扎丝绑扎产生的集中力和摩擦力的影响，保证测试结果的精准性。

附图说明

图1为传统埋入式混凝土应变计的布置方式示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为第一垫环与岩土体固定的结构示意图；

图4为图3的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，传统的混凝土应变计3，施工混凝土前，通过扎丝7捆绑在钢筋6上，这种布置方式，受钢筋6布置影响较大，没有钢筋6悬挂时，则无法安装混凝土应变计3，且扎丝7和钢筋6摩擦力的作用，对数据的精准性也会造成影响。

如图2-4所示，本发明的一种埋入式混凝土应变测量装置，包括第一垫环1、第二垫环2和混凝土应变计3，第一垫环1和第二垫环2均通过固定杆4固定在岩土体临空侧，以隧道测试为例，若测量隧道拱部的混凝土应变，第一垫环1和第二垫环2处于的岩土体下方；若测量隧道侧壁的混凝土应变，第一垫环1和第二垫环2处于的岩土体旁侧；若测量隧道底部的混凝土应变，第一垫环1和第二垫环2处于的岩土体上方。

为保证混凝土应变计3埋入混凝土中后尽可能只沿纵向受力，本实施例中，第一垫环1和第二垫环2安装时，轴线处于同一直线上，根据需要测量的混凝土应变的位置，调整第一垫环1和第二垫环2的相对位置，混凝土应变计3的一端伸出第一垫环1外，另一端伸出第二垫环2外，端部均设有端座31和受力饼32，混凝土应变计3上设有用于测量混凝土应变力的电子组件33，电子组件设置33在第一垫环1和第二垫环2之间，电子组件33的测试线伸出混凝土外，与外部设备连接，用于数据传输。

结合图3-4所示，第一垫环1和第二垫环2的结构相同，第一垫环1和第二垫环2均采用上端开口下端封闭的半剖圆钢管结构，半剖圆钢管的长度为5.2cm，钢管外径35mm，内径30mm，第一垫环1和第二垫环2上均设有连接孔(11、21)，连接孔的直径为2mm，连接孔与对应的第一垫环1或第二垫环2底部的垂直距离介于混凝土应变计3的端座31外径与受力饼32直径之间，本实施例中，连接孔孔心距离垫环底部的垂直距离为32mm。固定丝5穿过连接孔(11、21)将混凝土应变计3固定在第一垫环1和第二垫环2上。混凝土应变计3与固定丝5(本实施例中采用钢丝)不直接接触，避免了对数据测量的精准性造成影响。

本实施例中，固定杆4为金属材料制成，直径16mm的金属杆，总长度为30cm，上端设有细牙螺纹41，下端设有粗牙螺纹42，中部为光轴43。固定杆4的上端通过细牙螺纹41与第一垫环或第二垫环下端的螺纹孔固定连接，下端通过粗牙螺纹42与岩土体固定连接。细牙螺纹41的公称直径比固定杆4直径略小，公称直径10mm，螺纹间距1mm；粗牙螺纹42长度为5～10cm，公称直径16mm，螺纹间距2mm，粗牙螺纹42的端头为锥形结构，圆锥角为30°，锥形尖角处不设螺纹。

以某一具体施工工程为例进行说明：现场为某山岭隧道内，测试目的为测试素混凝土衬砌的应变，围岩级别为iv级，先将第一垫环1和第二垫环2通过细牙螺纹41与固定杆4连接固定，然后将固定杆4下端的粗牙螺纹42旋入到岩土体内，入岩土体深度为5～10cm，保证第一垫环1和第二垫环2安装时，轴线处于同一直线上，将混凝土应变计3放置在第一垫环1和第二垫环2上，最后用固定丝5将混凝土应变计3固定，则整个装置安装完成。在混凝土浇筑后，利用测试线331进行数据的读取即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。