一种滑动测微管抗压测试装置的制作方法

本实用新型属于岩土工程测试技术领域，尤其是涉及一种滑动测微管抗压测试装置。

背景技术：

滑动测微管是一种与滑动测微计组合使用的且用于桩基内力测试的试验装置，在进行桩基内力测试前，需要将单节滑动测微管进行连接后埋置于被测桩体中。滑动测微管埋设一般是随桩体一起浇筑，这会导致两个方面的影响。一是浇筑过程中，由于流动状态混凝土的存在，会在滑动测微管内部和滑动测微管外产生压力差，随着深度的加大，这种压力差也在增大，当达到一定深度会引起滑动测微管的破坏，导致测试失败。二是滑动测微计测量的关键是测标的准确识别，由于滑动测微管接头处密封性差等问题，极易导致泥水在压力差的作用下进入滑动测微管，影响测量结果的准确性。为了能够避免以上两种状况的发生，需要提前得到不同埋设深度处滑动测微管允许的抗压值，因此亟需开发一种设计合理且试验准确便捷，省时、省力，花费小的滑动测微管抗压测试装置，得到不同埋设深度处滑动测微管允许的抗压值，为滑动测微管的埋设提供依据。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种滑动测微管抗压测试装置，其设计合理且成本低，省时，省力，花费小，能获取不同埋设深度处滑动测微管允许的抗压值，为滑动测微管的埋设提供依据，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种滑动测微管抗压测试装置，其特征在于：包括供滑动测微管安装的压力室、为滑动测微管与压力室供气的供气机构和为滑动测微管与压力室供水的供水机构；

所述供气机构包括盛装压缩气的气瓶和与气瓶输出连接的总供气管，以及与总供气管连接的第一分气管和第二分气管，所述第一分气管与滑动测微管连通，所述第二分气管与压力室连通，所述第一分气管上依次设置有第一精密调压阀、第一单向阀、第一压力表和第一排气阀，所述第二分气管上依次设置有第二精密调压阀、第二单向阀、第二压力表和第二排气阀；

所述供水机构包括为滑动测微管供水的第一供水机构和为压力室供水的第二供水机构，所述第一供水机构包括与第一分气管连接的第一供水管和与第一供水管连接的第一储水瓶，所述第二供水机构包括与第二分气管连接的第二供水管和与第二供水管连接的第二储水瓶，所述第一供水管上设置有第一供水阀，所述第二供水管上设置有第二供水阀，所述第一分气管中设置有呈竖直布设的第一监测管，所述第二分气管中设置有呈竖直布设的第二监测管，所述第一监测管和第二监测管上设置有可以观测水位的透明尼龙管，且所述透明尼龙管上设置有刻度尺。

上述的一种滑动测微管抗压测试装置，其特征在于：所述压力室包括压力筒、设置在压力筒顶部的盖板和连接在压力筒的顶部与盖板底部之间的密封圈，所述压力筒的顶部外圆周设置有第一法兰，所述盖板的外圆周设置有第二法兰，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓可拆卸连接；

所述盖板上设置有与第一分气管连通的第一过板接头和与第二分气管连通的第二过板接头。

上述的一种滑动测微管抗压测试装置，其特征在于：所述第一监测管和第二监测管的结构相同，且第一监测管和第二监测管均包括竖直管、设置在竖直管顶端的顶部接头和设置在竖直管底端的底部接头，所述竖直管的上部设置有上部弯头，所述竖直管的下部设置有下部弯头，所述透明尼龙管位于上部弯头和下部弯头之间，所述透明尼龙管与竖直管连通。

上述的一种滑动测微管抗压测试装置，其特征在于：所述总供气管上设置有开关通气阀，所述第一供水阀、第二供水阀和开关通气阀均为直通阀；

所述第一精密调压阀的出气口与第一单向阀的进气口连接，所述第一单向阀的出气口与第一压力表的进气口连接，所述第一压力表的出气口与第一排气阀连接；

所述第二精密调压阀的出气口与第二单向阀的进气口连接，所述第二单向阀的出气口与第二压力表的进气口连接，所述第二压力表的出气口与第二排气阀连接。

上述的一种滑动测微管抗压测试装置，其特征在于：所述第一排气阀和第二排气阀均为三通阀门；

所述第一分气管包括与第一排气阀的一个出口连接的第一段气管、与第一排气阀的进口连接的第二段气管和与第二段气管连接的第三段气管，所述第一监测管位于所述第二段气管和第三段气管之间；

所述第二分气管包括与第二排气阀的一个出口连接的第一节气管、与第二排气阀的进口连接的第二节气管和与第二节气管连接的第三节气管，所述第二监测管位于所述第二节气管和第三节气管之间；

所述第一排气阀的另一个出口和第二排气阀的另一个出口均与大气连通。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的滑动测微管抗压测试装置结构简单、设计合理且安装布设简便，投入成本较低。

2、所采用的滑动测微管抗压测试装置中包括压力室、供气机构和供水机构，压力室内放置待测的滑动测微管，模拟了滑动测微管实际安装过程中桩体环境；设置供气机构，压力室密封且与供气机构连接，方便了调节压力室内的压力，滑动测微管密封且与供气机构连接，方便了调节滑动测微管内的压力，从而能对滑动测微管的内外压力进行调节而进行抗压测试；设置供水机构，是为了对压力室、滑动测微管、与滑动测微管连通的第一监测管和与压力室连通的第二监测管供水，从而能在滑动测微管测试破坏时，通过第一监测管和第二监测管内的水位进行查看，方便观察，整个测试过程操作简便，且能获取不同埋设深度处的滑动测微管的抗压值，便于进行试验的可重复性。

3、所采用的滑动测微管抗压测试装置中供水机构包括为滑动测微管供水的第一供水机构和为压力室供水的第二供水结构，第一供水机构和第二供水结构相互独立，使用便捷，减少了彼此影响，提高了测试环境的准确性调节；另外提供水介质，是为了便于通过监测管和第二监测管内液位变化，判断滑动测微管测试过程中是否发生破坏，达到滑动测微管测的抗压值。

4、所采用的第一分气管中设置有呈竖直布设的第一监测管，第二分气管中设置有呈竖直布设的第二监测管，第一监测管和第二监测管上设置有可以观测水位的透明尼龙管，是为了便于滑动测微管测试过程中发生破坏时，滑动测微管内的水会进入压力室内，因为水具有不可压缩性，会使监测管和第二监测管的液位改变较易通过透明尼龙管观察。

5、所采用的滑动测微管抗压测试装置中设置第一精密调压阀和第二精密调压阀，是为了在为滑动测微管内和压力室内通入压缩气体时，调节滑动测微管内和压力室内的压力，实现对不同测试压力加载，以使滑动测微管测试过程中发生破坏而达到滑动测微管测的抗压值，为滑动测微管的埋设提供依据。

综上所述，本实用新型设计合理且成本低，省时，省力，花费小，能获取不同埋设深度处滑动测微管允许的抗压值，为滑动测微管的埋设提供依据，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型滑动测微管抗压测试装置的结构示意图。

图2为本实用新型滑动测微管抗压测试装置压力室的结构示意图。

图3为本实用新型滑动测微管抗压测试装置第一监测管和第二监测管的结构示意图。

图4为本实用新型滑动测微管的结构示意图。

附图标记说明:

1—压力室；1-1—压力筒；1-2—盖板；

1-3—密封圈；1-1-1—第一法兰；1-2-1—第二法兰；

1-2-2—第二过板接头；1-2-3—第一过板接头；1-2-4—堵头螺栓；

2—滑动测微管；2-1—下堵头；

2-2—上堵头；2-3—连接接头；

3-1—第一监测管；3-2—第二监测管；4-1—第一压力表；

4-2—第二压力表；5-1—第一单向阀；5-2—第二单向阀；

6-1—第一精密调压阀；6-2—第二精密调压阀；7—气瓶；

7-1—减压阀；8-1—第一储水瓶；8-2—第二储水瓶；

9-1—第一排气阀；9-2—第二排气阀；10-1—第一供水阀；

10-2—第二供水阀；11—总供气管；

12—第一分气管；13—第二分气管；14—第一供水管；

15—第二供水管；16—开关通气阀；17—顶部接头；

18—底部接头；19—上部弯头；20—下部弯头；

21—透明尼龙管；22—竖直管；23—连接管；

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一种滑动测微管抗压测试装置，包括供滑动测微管2安装的压力室1、为滑动测微管2与压力室1供气的供气机构和为滑动测微管2与压力室1供水的供水机构；

所述供气机构包括盛装压缩气的气瓶7和与气瓶7输出连接的总供气管11，以及与总供气管11连接的第一分气管12和第二分气管13，所述第一分气管12与滑动测微管2连通，所述第二分气管13与压力室1连通，所述第一分气管12上依次设置有第一精密调压阀6-1、第一单向阀5-1、第一压力表4-1和第一排气阀9-1，所述第二分气管13上依次设置有第二精密调压阀6-2、第二单向阀5-2、第二压力表4-2和第二排气阀9-2；

所述供水机构包括为滑动测微管2供水的第一供水机构和为压力室1供水的第二供水机构，所述第一供水机构包括与第一分气管12连接的第一供水管14和与第一供水管14连接的第一储水瓶8-1，所述第二供水机构包括与第二分气管13连接的第二供水管15和与第二供水管15连接的第二储水瓶8-2，所述第一供水管14上设置有第一供水阀10-1，所述第二供水管15上设置有第二供水阀10-2，所述第一分气管12中设置有呈竖直布设的第一监测管3-1，所述第二分气管13中设置有呈竖直布设的第二监测管3-2，所述第一监测管3-1和第二监测管3-2上设置有可以观测水位的透明尼龙管21，且所述透明尼龙管21上设置有刻度尺。

本实施例中，所述压力室1包括压力筒1-1、设置在压力筒1-1顶部的盖板1-2和连接在压力筒1-1的顶部与盖板1-2底部之间的密封圈1-3，所述压力筒1-1的顶部外圆周设置有第一法兰1-1-1，所述盖板1-2的外圆周设置有第二法兰1-2-1，所述第一法兰1-1-1和第二法兰1-2-1通过螺栓可拆卸连接；

所述盖板1-2上设置有与第一分气管12连通的第一过板接头1-2-3和与第二分气管13连通的第二过板接头1-2-2。

本实施例中，所述第一监测管3-1和第二监测管3-2的结构相同，且第一监测管3-1和第二监测管3-2均包括竖直管22、设置在竖直管22顶端的顶部接头17和设置在竖直管22底端的底部接头18，所述竖直管22的上部设置有上部弯头19，所述竖直管22的下部设置有下部弯头20，所述透明尼龙管21位于上部弯头19和下部弯头20之间，所述透明尼龙管21与竖直管22连通。

本实施例中，所述总供气管11上设置有开关通气阀16，所述第一供水阀10-1、第二供水阀10-2和开关通气阀16均为直通阀；

所述第一精密调压阀6-1的出气口与第一单向阀5-1的进气口连接，所述第一单向阀5-1的出气口与第一压力表4-1的进气口连接，所述第一压力表4-1的出气口与第一排气阀9-1连接；

所述第二精密调压阀6-2的出气口与第二单向阀5-2的进气口连接，所述第二单向阀5-2的出气口与第二压力表4-2的进气口连接，所述第二压力表4-2的出气口与第二排气阀9-2连接。

本实施例中，设置压力室1的目的是：第一，是为了放置待测的滑动测微管2，模拟了滑动测微管2实际安装过程中桩体环境，便于调节滑动测微管2内和压力室1内的压力差；第二，是为了密封盛装水，便于能将滑动测微管2否破坏状态传递至压力室1内。

本实施例中，设置供气机构的目的是：压力室1密封且与供气机构连接，方便了调节压力室1内的压力；滑动测微管2密封且与供气机构连接，方便了调节滑动测微管2内的压力，从而能对滑动测微管2的内外压力进行调节而进行抗压测试。

本实施例中，设置供水机构的目的是：是为了对压力室1、滑动测微管2、与滑动测微管连通2的第一监测管3-1和与压力室1连通的第二监测管3-2供水，从而能在滑动测微管2发生破坏时，通过第一监测管3-1和第二监测管3-2内的水位进行查看，方便观察，整个测试过程操作简便，且能获取不同埋设深度处的滑动测微管的抗压值，便于进行试验的可重复性。

本实施例中，供水机构包括为滑动测微管2供水的第一供水机构和为压力室1供水的第二供水结构，第一供水机构和第二供水结构相互独立，使用便捷，减少了彼此影响，提高了测试环境的准确性调节；另外提供水介质，是为了便于通过第一监测管3-1和第二监测管3-2内液位变化，判断滑动测微管测试过程中是否发生破坏，达到滑动测微管测的抗压值。

本实施例中，第一分气管12中设置有呈竖直布设的第一监测管3-1，所述第二分气管13中设置有呈竖直布设的第二监测管3-2，所述第一监测管3-1和第二监测管3-2上设置有可以观测水位的透明尼龙管21，是为了便于滑动测微管测试过程中发生破坏时，滑动测微管内的水会进入压力室内，因为水具有不可压缩性，会使第一监测管3-1和第二监测管3-2的液位改变较易通过透明尼龙管21观察。

本实施例中，设置第一精密调压阀6-1和第二精密调压阀6-2，是为了在为滑动测微管2内和压力室1内通入压缩气体时，调节滑动测微管2内和压力室1内的压力，实现对不同级压力加载测试，以使滑动测微管2测试过程中发生破坏而达到滑动测微管测的抗压值，为滑动测微管的埋设提供依据。

本实施例中，第一分气管12上设置第一单向阀5-1的目的：第一，是为了防止压缩气体逆向流动，造成第一精密调压阀6-1损害；第二，是为了滑动测微管2内注入水测试过程中，可有效阻止第一分气管12中破坏或接头处渗漏时压力小的管路中水回流，避免第一压力表4-1和第一精密调压阀6-1因进水而发生损坏。

本实施例中，第二分气管13上设置第二单向阀5-2的目的：第一，是为了防止压缩气体逆向流动，造成第二精密调压阀6-2损害；第二，是为了压力室1内注入水测试过程中，可有效阻止第二分气管13中破坏或接头处渗漏时压力小的管路中水回流，避免第二压力表4-2和第二精密调压阀6-2因进水而发生损坏。

本实施例中，具体实施时，所述第一分气管12、第二分气管13、第一供水管14和第二供水管15均为不锈钢或金属制成，且所述压力筒1-1为圆柱形不锈钢筒。该测试装置承受测管加载到破坏时的压力值，且该测试装置结构简单，设计合理，成本低，省时，省力，花费小。

本实施例中，第一压力表4-1的设置目的：是为了对滑动测微管2内的压力进行测试，以使滑动测微管2内的压力达到不同等级压力测试条件；第二压力表4-2的设置目的：是为了对压力室1内的压力进行测试，以使压力室1内的压力达到不同等级压力测试条件；另外，是为了通过第一压力表4-1和第二压力表4-2的读数变化判断滑动测微管是否发生破坏。

本实施例中，盖板1-2和压力筒1-1可拆卸连接的目的是，第一，是为了便于拆卸盖板1-2，便于将待测试的滑动测微管2放入压力室1内；第二，是为了在注水过程中，因为压力筒1-1体积较大，从而将盖板1-2进行拆除采用水桶进行注水，减少注水时间，缩短测试时间。

本实施例中，第一法兰1-1-1的设置，是为了便于安装盖板1-2，从而配合盖板1-2圆周设置的第二法兰1-2-1，便于盖板1-2和压力筒1-1的顶部可拆卸连接，另外法兰连接结构简单，省时省力，且测试成本较低；其次，法兰会增加压力筒1-1的稳定性，便于压力筒1-1放置。

本实施例中，盖板1-2上设置通气孔的目的，是为了排空压力筒1-1内的气体，确保压力室1内充满水，避免压力室1内存在气体而影响第二监测管3-2内水位变化，造成测试存在偏差。

利用本实用新型对待测的滑动测微管2的抗压值测试过程如下：

步骤101、抬高第一储水瓶8-1，使第一储水瓶8-1的底部高于压力室1的顶部，打开第一排水阀10-1，第一储水瓶8-1通过第一供水管14给待测的滑动测微管2内注满水，并将滑动测微管2密封放入压力室1内；

步骤102、用水桶向压力室1注满水，然后在压力筒1-1的顶部安装盖板1-2，在压力筒1-1的顶部与盖板1-2底部之间架设密封圈1-3；

步骤103、抬高第二储水瓶8-2，使第二储水瓶8-2的底部高于压力室1的顶部，打开第二排水阀10-2，第二储水瓶8-2通过第二供水管15继续向压力室1注水，直至盖板1-2的通气孔有水冒出时，关闭第二排水阀10-2，并用堵头螺栓1-2-4堵塞盖板1-2的通气孔，使压力室1密封；

步骤104、打开第一排气阀9-1和第一排水阀10-1，第一储水瓶8-1通过第一供水管14给第一监测管3-1内注水，直至第一监测管3-1内的水位达到第一监测管3-1高度的2/3；

打开第二排气阀9-2和第二排水阀10-2，第二储水瓶8-2通过第二供水管15给第二监测管3-2内注水，直至第二监测管3-2内的水位达到第二监测管3-2高度的2/3；其中，第一储水瓶8-1的底部高于第一监测管3-1的顶部，第二储水瓶8-2的底部高于第二监测管3-2的顶部；

步骤二、滑动测微管的抗压测试：

当待测试的滑动测微管2内的压力大于压力室1内的压力时，测试过程如下：

步骤201、根据公式pj＝1.5×w×h，得到减压压力设定值pj；其中，w表示混凝土的重度，且w的取值为24kn/m³～25kn/m³；h表示待测的滑动测微管2的埋设深度；

打开第二排气阀9-2，打开开关通气阀16，并调节减压阀7-1，使气瓶7的出气口的压力为pj；调节第一精密调压阀6-1使第一精密调压阀6-1的出气口的压力为基准压力p0，调节第二精密调压阀6-2使第二精密调压阀6-2的出气口的压力为基准压力p0，气瓶7内的压缩气体通过总供气管11和第一分气管12进入滑动测微管2，气瓶7内的压缩气体通过总供气管11和第二分气管13进入压力室1；

步骤202、在为滑动测微管2通入压缩气体的过程中，第一压力表4-1对滑动测微管2内的压力进行检测，直至滑动测微管2内的压力达到基准压力p0；在为压力室1通入压缩气体的过程中，第二压力表4-2对压力室1内的压力进行检测，直至压力室1内的压力达到基准压力p0；同时，获取加载基准压力时第一监测管3-1内的第一液位并记作l10，获取加载基准压力时第二监测管3-2内的第二液位并记作l20；

步骤203、当进行第i级加压时，调节第一精密调压阀6-1使第一精密调压阀6-1的出气口的压力为第i个测试压力值pi，在为滑动测微管2通入压缩气体的过程中，第一压力表4-1对滑动测微管2内的压力进行检测，直至滑动测微管2内的压力达到第i个测试压力值pi，关闭气瓶7的减压阀7-1；其中，pi-p0＝i×25kpa，i为正整数，且i≥1；

步骤204、获取第i级加压时第一监测管3-1内的液位并记作l1i，获取第i级加压时第二监测管3-2内的第二液位l2i；

当|l10-l1i|＝|l2i-l20|且l2i>l20成立时，说明滑动测微管2发生破坏，则第i个测试压力值pi为滑动测微管2的抗压值；否则，说明滑动测微管2良好，执行i+1级加压；

步骤205、多次重复步骤203和步骤204，直至得到滑动测微管2的抗压值；

当待测试的滑动测微管2内的压力小于压力室1内的压力时，测试过程如下：

步骤a、重复步骤201和步骤202，以使滑动测微管2内的压力达到基准压力p0和压力室1内的压力达到基准压力p0，同时，获取加载基准压力时第一监测管3-1内的初始液位并记作l′10，获取加载基准压力时第二监测管3-2内的初始液位，并记作l′20；

步骤b、当进行第i′次加压时，调节第二精密调压阀6-2使第二精密调压阀6-2的出气口的压力为第i′次测试压力值p″i′，在为压力室1通入压缩气体的过程中，第二压力表4-2对压力室1内的压力进行检测，直至压力室1内的压力达到第i′次测试压力值p″i′，关闭气瓶7的减压阀7-1；其中，p″i′-p0＝i′×25kpa，i′为正整数，且i′≥1；

步骤d、获取第i′次加压时第一监测管3-1内的液位并记作l′1i，获取第i′次加压时第二监测管3-2内的第二液位l′2i；

当|l′10-l′1i|＝|l′2i-l′20|且l′2i>l′20成立时，说明滑动测微管2发生破坏，则第i′次测试压力值p″i′为滑动测微管2的抗压值；否则，说明滑动测微管2良好，执行i′+1次加压；

本实施例中，所述步骤101中滑动测微管2密封具体过程如下：

在待测的滑动测微管2的下端安装下堵头2-1，在待测的滑动测微管2的上端安装上堵头2-2，所述上堵头2-2上安装连接接头2-3，所述连接接头2-3通过连接管23与第二供水管15和第一分气管12均连接；

步骤201中所述基准压力p0的取值为10kpa～25kpa。

本实施例中，所述第一排气阀9-1和第二排气阀9-2均为三通阀门；

所述第一分气管12包括与第一排气阀9-1的一个出口连接的第一段气管、与第一排气阀9-1的进口连接的第二段气管和与第二段气管连接的第三段气管，所述第一监测管3-1位于所述第二段气管和第三段气管之间；

所述第二分气管13包括与第二排气阀9-2的一个出口连接的第一节气管、与第二排气阀9-2的进口连接的第二节气管和与第二节气管连接的第三节气管，所述第二监测管3-2位于所述第二节气管和第三节气管之间；

所述第一排气阀9-1的另一个出口和第二排气阀9-2的另一个出口均与大气连通。

本实施例中，具体实施时，所述顶部接头17和第二段气管连接，所述低部接头18与第三段气管连接。

本实施例中，当为滑动测微管2通入压缩气体时，打开第一排气阀9-1，以使第一排气阀9-1的一个出口和第二排气阀9-2的进口连通；

当为压力室1通入压缩气体时，打开第二排气阀9-2，以使第二排气阀9-2的一个出口和第二排气阀9-2的进口连通；

当为滑动测微管2注水时，打开第一排气阀9-1，以使第一排气阀9-1的另一个出口和第一排气阀9-1的进口连通，第一排气阀9-1的另一个出口与大气连通；

当为压力室1注水时，打开第二排气阀9-2，以使第二排气阀9-2的另一个出口和第二排气阀9-2的进口连通，第二排气阀9-2的另一个出口与大气连通。

本实施例中，待测的滑动测微管2的埋设深度是指待测的滑动测微管2底部距离地面的埋设深度。

本实施例中，所述第三段气管、第一供水管14和连接管23连通，所述第三节气管和第二供水管14连通。

本实施例中，所述顶部接头17与所述第二段气管和所述第二节气管连接，所述底部接头18与所述第三段气管和所述第三节气管连接。

综上所述，本实用新型设计合理且成本低，省时，省力，花费小在滑动测微管内压力大于压力室内压力下进行不同级压力差加载测试和在滑动测微管内压力小于压力室内压力下进行不同级压力差加载测试，从而能拟滑动测微管不同安装工况下的抗压值，为滑动测微管的埋设提供依据。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。