一種水平布置土壓力盒的固定裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種水平布置土壓力盒的固定裝置，在路基工程監測工程中用于土壓力盒的固定。由主體部分(1)和端部約束部分(2)構成，主體部分具有“工”字型結構，端部約束部分呈“F”形外形，左右對稱設置在主體部分(1)的左右兩端，端部約束部分(2)下部為支撐板(201)，上部為用于承放所述主體板兩個端頭的卡口。采用本發明水平布置土壓力盒的固定裝置，可有效提供一個相對固定體，讓土壓力盒很好地發揮作用，解決上文所提到水平向土壓力盒埋設所碰到的各種問題。本發明裝置制作簡單，成本低，安裝便利。根據現場實測值使用裝置安裝。測值準確，裝置設計合理，可在相關工程中推廣使用。
【專利說明】一種水平布置土壓力盒的固定裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及路基工程監測設備制造領域，更準確地說為一種水平布置土壓力盒的固定裝置，以向水平放置的土壓力盒提供一相對固定面，防止其隨土體變形發生共同移動，從而更準確地測試土體的豎向應力變化。裝置對于土壓力盒布置臨近坡面或上覆土層較薄時尤為適用。
【背景技術】
[0002]土壓力盒是一種常見的用于現場測試土體應力的設備，廣泛應用于邊坡、路基、基坑等巖體工程領域。其本身發展已漸趨成熟，目前最常使用的是振弦式傳感器，具有靈敏度聞、精度聞、穩定性好、價格相對便宜等優點，埋設于擋土墻、抗滑粧、土堤、建筑物、邊坡、路基等土體內，即可對內部應力的變化展開長期測試。土壓力盒往往沿豎向或水平向布置，分別測試土體水平向和豎向的應力值。在工程實踐中，多考慮土體側向應力的變化，所以大部分土壓力盒沿豎向布置。但在邊坡、路基等工程領域，常常需要測試土體在變形中在豎向所產生的土體應力變化，這就要求我們沿水平向布置土壓力盒。
[0003]土壓力盒的埋設要求受力面與土體良好接觸，而與之相對的另外一個面相對固定，不發生位移。這就要求土壓力盒在埋設過程中，其固定面要貼合于某不動體上，以起到穩固的作用。對于豎向布置的土壓力盒，往往借助樁體等相對不動體進行安裝。例如擋土墻、抗滑樁等結構物，其本身剛度大，變形小，可直接將土壓力盒貼置于此類結構物面上，即可獲得良好的參數值。而對于水平向布置的土壓力盒，尤其是在路基、邊坡等領域，往往需要制作專門的固定裝置才可保證土壓力盒固定面的相對固定，讓土壓力盒良好地發揮作用。
[0004]現有的水平向土壓力盒固定裝置多是技術人員在邊坡工程中為埋設土壓力盒所設計，制作方法往往較復雜，且成本較高、安裝繁瑣。在路基工程中，往往需要測試路基在沉降過程中所引起的土體豎向應力變化。尤其是近年來，隨著我國高速鐵路的快速建設，為獲得相關的技術參量，往往需要開展相應的土體應力現場監測，但由于這方面的應用較少，可參照的埋設技術也十分稀有。部分單位為簡單起見，直接將水平向的土壓力盒埋置在土體中，這對于上覆土體較厚，且土壓力盒遠離臨空面的情況，尚可使用。但如果土壓力盒需放置在路基表層或臨近坡面，由于土壓力盒的固定面隨土體一起變形，往往引起測試值不準確，甚至不能讓其有效地發揮作用。
【發明內容】
[0005]水平布置土壓力盒的固定裝置，在路基工程監測工程中用于土壓力盒的固定。由主體部分I和端部約束部分2構成，主體部分I具有“工”字型結構，由鋼板焊接而成,主體板101用于粘貼土壓力盒，兩個端頭為兩個短鋼板(102和103)，垂直地焊接在主體板101的左右端；端部約束部分呈“F”形外形，左右對稱設置在主體部分I的左右兩端，端部約束部分2下部為支撐板201，上部為用于承放所述主體板兩個端頭的卡口 ；卡口為平行排列的兩段卡板(202和203)，卡板之間具有與主體板端頭厚度相適宜的間隙204 ;立桿205的一端垂直地立于支撐板201中心，另一端與兩段卡板連接。
[0006]端部約束部分2的間隙204與主體部分鋼板厚度一致，保證“F”型卡槽與主體部分端部緊密貼合。
[0007]主體部分I的主體板101長度按照實際需要確定，寬度大于土壓力盒直徑2?3cm，厚度需大于1cm，具體隨長度增大而加厚。
[0008]短鋼板(102和103)的作用主要是增大鋼板端部與上覆土體的接觸面積，借助上部壓力來約束端部。如果端部上覆土層很厚，借助該橫向短鋼板即可很好地穩固長條鋼板的端部，甚至可以取消端部約束部分，適用于路基底部或中部布設橫向土壓力盒的情況。
[0009]采用本發明水平布置土壓力盒的固定裝置，可有效提供一個相對固定體，讓土壓力盒很好地發揮作用，解決上文所提到水平向土壓力盒埋設所碰到的各種問題。本發明裝置由簡單的鋼板、角鋼焊接而成，制作簡單，成本低，安裝便利。根據現場實測值，使用這套裝置安裝的水平向土壓力盒測值準確。裝置設計合理，可在相關工程中推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為固定裝置整體布置示意圖。
[0011]圖2為主體板的構造圖。
[0012]圖3為端部約束部分的豎向剖視圖。
【具體實施方式】
[0013]下面，結合附圖，對本發明的結構作進一步的詳述。
[0014]由圖1至圖3可看到，本發明水平布置土壓力盒的固定裝置由主體部分I和端部約束部分2構成，主體部分具有“工”字型結構，由鋼板焊接而成，主體板101用于粘貼土壓力盒，兩個端頭102和103為兩個短鋼板，垂直地焊接在主體板101的左右端。端部約束部分呈“F”形外形，左右對稱設置在主體部分(I)的左右兩端，端部約束部分2下部為支撐板201，上部為用于承放所述主體板兩個端頭(即兩個短鋼板)的卡口 ；卡口為平行排列的兩段卡板(202和203)，卡板之間具有與主體板端頭厚度相適宜的間隙204 ;立桿205的一端垂直地立于支撐板201中心，另一端與兩段卡板連接。支撐板201為方形鋼板制得。
[0015]主體板101由長條鋼板制作而成，其長度按照實際需要確定，寬度宜大于土壓力盒直徑2?3cm，厚度需大于1cm，具體隨長度增大而加厚。“工”字的兩端需焊接與長條鋼板相垂直的短鋼板，形成“工”字的兩個“一”，長度取30?50cm即可，寬度和厚度與長條鋼板保持一致。
[0016]端部約束部分由角鋼和鋼板焊接而成，這部分結構與主體部分端部相垂直，通過開挖小坑再灌注水泥砂漿固結成相對不動體而起到約束端部的作用。角鋼焊接成“F”型的鋼結構，兩“一”是角鋼兩個相對的直角面，之間的距離等于主體板的厚度，長度IOcm即可，這樣可使焊接而成的角鋼很好地卡住主體部分鋼板的端部。“F”型結構的下部焊接一塊矩形或方形的鋼板，邊長宜大于20cm，厚度0.6?1cm，其作用是讓約束結構與安裝時注入的水泥砂漿充分接觸，承受其重力及水泥砂漿與周圍土體產生的摩擦力。“F”型結構的“丨”亦是一條短角鋼，用于連接主體端部與下部矩形鋼板，起到傳遞約束力的作用，長度40?60cm,具體根據端部土體的密實程度而定。
[0017]設備安裝過程:
[0018]1.按照設計要求，在路基面或天然斜坡面上清理出一塊平整的區域；
[0019]2.按照土壓力盒布置的要求，在土壓力盒的固定面涂上強力膠水，貼于固定設備主體部分的相應位置，并讓膠水充分干燥產生良好的粘結力；
[0020]3.在清理出的區域按照土壓力盒相應的位置挖出小槽，其深度略小于土壓力盒的厚度，并在槽內墊上5_左右厚度的細砂；
[0021]4.將固定設備主體部分反轉，讓土壓力盒扣在墊有細砂的槽內；
[0022]5.兩土壓力盒之間的鋼板與路基面之間留有空隙，用細砂或細土從側面撒入將其填滿；
[0023]6.在路基工程中，如果土壓力盒上部還需繼續進行填筑施工，則在該固定設備上部至少填放35cm后的填土后再行碾壓；如果上部不再填土，則人工鏟一些土將固定裝置掩埋即可；
[0024]7.完成上述步驟后，主體部分結構埋設完成，接下來開始端部約束結構的埋設:
[0025]首先，在主體部分端部開挖一個小坑，讓約束結構能夠充分放入，需注意結構底部與坑底之間要留有空隙；
[0026]然后，用大的石塊壓住主體部分端部，讓靠近端部的土壓力盒與土體充分接觸，通過儀器測試等其產生讀數并穩定后，開始向開挖的坑里注入水泥砂漿，填平至埋設位置的路基面或坡面；
[0027]最后，等水泥砂漿固結后，搬離壓在主體部分端部的石塊。此時，約束結構借助水泥砂漿的自重及其與周圍土體的摩擦力對主體部分端部產生約束，從而對土壓力盒提供了一個相對固定的平面，讓其能夠充分合理地發揮作用。至此，完成整個安裝過程。
【權利要求】
1.一種水平布置土壓力盒的固定裝置，在路基工程監測工程中用于土壓力盒的固定，其特征在于，由主體部分(I)和端部約束部分(2)構成，主體部分(I)具有“工”字型結構，由鋼板焊接而成，主體板(101)用于粘貼土壓力盒，兩個端頭(102和103)為兩個短鋼板，垂直地焊接在主體板(101)的左右端；端部約束部分呈“F”形外形，左右對稱設置在主體部分(I)的左右兩端，端部約束部分(2)下部為支撐板(201)，上部為用于承放所述主體板兩個端頭的卡口 ；卡口為平行排列的兩段卡板(202和203)，卡板之間具有與主體板端頭厚度相適宜的間隙(204);立桿(205)的一端垂直地立于支撐板(201)中心，另一端與兩段卡板連接。
2.根據權利要求1所述的水平布置土壓力盒的固定裝置，其特征在于，所述端部約束部分(2)的間隙(204)與主體部分鋼板厚度一致，保證“F”型卡槽與主體部分端部緊密貼口 ο
3.根據權利要求1所述的水平布置土壓力盒的固定裝置，其特征在于，所述主體部分(I)的主體板(101)長度按照實際需要確定，寬度大于土壓力盒直徑2?3cm，厚度需大于Icm,具體隨長度增大而加厚。
【文檔編號】G01L1/26GK104048787SQ201410300017
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】張柯宏, 程謙恭, 任慧瓊, 鄧稀, 王小芳 申請人:西南交通大學