本发明专利技术涉及一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，它包括容土装置、加压装置和百分表，所述容土装置设置在加压装置的固定槽内，百分表与容土装置固定连接。其中：所述容土装置包括一个容器A、多个容器B、固定环和固定螺丝；所述容器A为有底面和无顶面的圆柱形容器；所述容器B为无底面和无顶面的圆柱形容器。所述加压装置包括底座、电动机、数控液压杆、设有圆柱形压块的顶板、压力传感器、数据线以及可精确控制施加压力大小的智能控制器；所述智能控制器包括带有测力数据卡、工业计算机和显示器的数据采集处理系统。本发明专利技术能够简便而又精确地测试小型室内模拟土体分层变形状况，并在其定位精度等方面给出测量标定方法和综合评价方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地面变形监测
，特别是涉及一种用于土体分层变形监测的智能测试装置、测量标定方法和评价方法。
技术介绍
目前我国已经有50多个城市发生地面沉降灾害，占世界之最，我国地面沉降监测以长江三角洲、华北平原和汾渭盆地作为重点区域。目前工程上对竖向分层位移的监测，主要通过位移计或埋设光纤进行量测。传统的位移计等点式监测设备，采用电阻式、电感式、电容式、压电式等传感器，易受雷击等电磁干扰大，故障概率高。而利用光纤进行监测，对于光纤的性能要求高，这种监测技术的工程量较大，监测周期较长，且如何对其精度和工程实用性进行评价目前还是空白。而且这些技术都无法满足精确控制测量某一层地层的变形量或改变某几层不同地层的变形量。中国专利申请201420406826.3公开的一种“地面沉降分层原位监测装置”，它虽然实现了对地面沉降的分层、自动监测采集数据，但还是存在以下不足：一是无线信号在传输过程中容易受到外界因素的干扰；电涡流传感器的灵敏度问题，容易造成数据不精确；二是需要不断提升探头并人工判断是否分层，工作量大，操作过程复杂。中国专利申请201520553274.3公开的一种“监测土体分层沉降布置结构”，可以反应出顶管施工时引起的分层沉降，但是只能反应认为规定土层之间的沉降情况，不能将实际地层的分层沉降变现出来。综上所述，探索一种集性能可靠、智能化程度高、观测精度高、数据量充足、使用简便和成本可控等为一体的新型土体分层变形监测的测试装置，是一项紧迫的任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种用于土体分层变形监测的智能测试装置、测量标定方法和评价方法，本专利技术能够以简便而又精确地测试小型室内模拟土体分层变形状况，并在其定位精度、工程实用性等多方面 给出测量标定方法和评价方法。根据本专利技术提出的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，包括容土装置、加压装置和百分表，所述容土装置设置在加压装置的固定槽内，百分表与容土装置固定连接；其中，所述容土装置包括一个容器A、多个容器B、固定环和固定螺丝；所述容器A为有底面和无顶面的圆柱形容器；所述容器B为无底面和无顶面的圆柱形容器。本专利技术所述加压装置包括底座、电动机、数控液压杆、设有圆柱形压块的顶板、压力传感器、数据线、电源线以及可精确控制施加压力大小的智能控制器；所述智能控制器包括带有测力数据卡、工业计算机和显示器的数据采集处理系统。所述固定环为Ω形的半圆形圆环，所述Ω形的内壁中间向外凸出、Ω形直径向的一端为设有螺丝孔的短长方体、Ω形直径向的另一端为设有固定半圆形圆环螺丝孔的长长方体。所述加压装置的底座上设有圆形固定槽。所述圆柱形压块上设有用于固定百分表的固定孔。所述百分表的顶部为设有凹槽的圆柱体。本专利技术的实现原理是：本专利技术在使用时装填土样于容土装置圆柱形容器中，土中埋入光纤等检测装置，在工业计算机上设置数控液压杆上需要施加压力的大小，以便开启右侧仪器，通过加压装置的数控液压杆连动顶板上的圆柱形压块向容器装置施加压力，将容器中土体压缩，观察检测装置做出的反应；依据百分表的读数，监测测试装置的精度与灵敏度；以增加容器B的数量与种类来控制监测测试装置的监测范围；根据监测测试装置所得参数与实际参数或本领域标准参数进行比较，分析评价该监测测试装置的工程实用性。本专利技术与现有技术相比其显著优点在于：一是本专利技术能够以简便而又精确地测试小型室内模拟土体分层变形状况，填补了本领域现有土体分层变形检测装置的空白。二是本专利技术通过加压装置控制施力大小，模拟不同受力情况下的土体分层变形状况；通过改变容器的数量和种类，测定某一特定位置的土体变形状况，同时模拟不同数量不同部位的土体分层变形状况；并在其定位精度、工程实用性等多方面给出测量标定方法和评价方法，具有显著的优越性。三是本专利技术提出的用于土体分层变形监测的智能测试装置、测量标定方法和评价方法是完整的一体化的监测测试系统，使用简便、快速，测试精确、可靠， 既节约了人力成本，又节约了时间成本。适用于替代本领域的现有产品。附图说明图1是本专利技术提出的一种用于土体分层变形监测的测试装置的结构示意图。图2是本专利技术提出的单个容器A的结构示意图。图3是本专利技术提出的单个容器B的结构示意图。图4是本专利技术提出的加压装置的结构示意图。图5是本专利技术提出的单个固定环的结构示意图。图6是本专利技术提出的百分表的结构示意图。图7是本专利技术提出的插销的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细描述。结合图1、图2和图3，本专利技术提出的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，它包括容土装置、加压装置和百分表(1)，所述容土装置设置在加压装置的固定槽内，百分表(1)与容土装置固定连接，其中，所述容土装置包括一个容器A(2)、多个容器B(3)、固定环(4)和固定螺丝(5)；所述容器A(2)为有底面和无顶面的圆柱形容器，如图2所示；所述容器B(3)为无底面和无顶面的圆柱形容器，如图3所示。本专利技术提出的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置的进一步优选方案是：结合图1和图4，所述加压装置包括底座(6)、电动机(16)、数控液压杆(7)、设有圆柱形压块(12)的顶板(8)、压力传感器(9)、数据线(13)、电源线(17)以及可精确控制施加压力大小的智能控制器；所述智能控制器包括带有测力数据卡、工业计算机(10)和显示器(11)的数据采集处理系统。结合图5和图7，所述固定环(4)为Ω形的半圆形圆环，所述Ω形的内壁中间向外凸出、Ω形直径向的一端为设有螺丝孔的短长方体、Ω形直径向的另一 端为设有固定半圆形圆环螺丝孔的长长方体，长方体上设有固定百分表(1)或插销(18)的半圆孔(20)。所述加压装置的底座(6)上设有圆形固定槽(19)。结合图6，所述圆柱形压块(12)上设有用于固定百分表(1)的固定孔(14)；所述百分表(1)的顶部设有凹槽的圆柱体(15)。具体实施例。本专利技术提出的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置的主要部件设计参数和要求公开如下：本专利技术所述的容器A(2)和容器B(3)材质为波纹管；容器A的顶部、容器B的顶部和底部均向内收缩2～3mm；容器A(2)的高度为10cm、容器B(3)的高度分别为10cm、20cm、50cm，便于组合任意高度的土层，容器A(2)和容器B(3)的直径均为30～40cm。百分表(1)的量程为250mm、精度0.01mm；根据需要也可在容土装置上固定连接多个分别与容器B匹配的百分表(1)。电动机(16)为三相异步电动机、额定电压为380V、额定频率为50Hz。数控液压杆(7)为电动推杆，可控制性强，可施加10KN的荷载，行程为1000mm。顶板(8)、圆柱形压块(12)优选不锈钢材料。固定环(4)优选不锈钢材料。压力传感器为压电式压力传感器。本专利技术提出的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置的测量标定方法，其特征在于，以光纤监测为例，包括如下基本步骤：步骤1，组装测试装置：先将底座(6)水平放置，将数控液压杆(7)固定在底座(6)上；将容土装置的容器A(2)放置在底座(6)上部的固定槽(19)内，再将容器B(3)按顺序从下向上通过固定环(4)依次固定连接；最后将设有圆柱形压块(12)的顶板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，包括容土装置、加压装置和百分表(1)，所述容土装置设置在加压装置的固定槽(19)内，百分表(1)与容土装置固定连接；其中，所述容土装置包括一个容器A(2)、多个容器B(3)、固定环(4)和固定螺丝(5)；所述容器A(2)为有底面和无顶面的圆柱形容器；所述容器B(3)为无底面和无顶面的圆柱形容器。
【技术特征摘要】
1.一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，包括容土装置、加压装置和百分表(1)，所述容土装置设置在加压装置的固定槽(19)内，百分表(1)与容土装置固定连接；其中，所述容土装置包括一个容器A(2)、多个容器B(3)、固定环(4)和固定螺丝(5)；所述容器A(2)为有底面和无顶面的圆柱形容器；所述容器B(3)为无底面和无顶面的圆柱形容器。2.根据权利要求1所述的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，所述加压装置包括底座(6)、电动机(16)、数控液压杆(7)、设有圆柱形压块(12)的顶板(8)、压力传感器(9)、数据线(13)、电源线(17)以及可精确控制施加压力大小的智能控制器；所述智能控制器包括带有测力数据卡、工业计算机(10)和显示器(11)的数据采集处理系统。3.根据权利要求2所述的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，所述固定环(4)为Ω形的半圆形圆环，所述Ω形的内壁中间向外凸出、Ω形直径向的一端为设有螺丝孔的短长方体、Ω形直径向的另一端为设有固定半圆形圆环螺丝孔的长长方体，长长方体上设有固定百分表(1)或插销(18)的半圆孔(20)。4.根据权利要求3所述的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，所述加压装置的底座(6)上设有圆形固定槽(19)。5.根据权利要求4所述的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，所述圆柱形压块(12)上设有用于固定百分表(1)的固定孔(14)。6.根据权利要求5所述的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置，其特征在于，所述百分表(1)的顶部设有凹槽的圆柱体(15)。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于土体分层变形监测的智能测试装置的测量标定方法，其特征在于，以光纤为检测装置，包括如下基本步骤：步骤1，组装测试装置：先将底座(6)水平放置，将数控液压杆(7)固定在底座(6)上；将容土装置的容器A(2)放置在底座(6)上部的圆形固定槽(19)内，再将容器B(3)按顺序从下向上通过固定环(4)依次固定连接；最后将设有圆柱形压块(12)的顶板(8)与数控液压杆(7)固定连接，压力传感器(9)安装在顶板(8)上；将百分表(1)固定在加压装置的固定环(4)的半
\t圆孔(20)内；将可精确控制施力大小的智能控制器通过数据线(13)与数控液压杆(7)连接；步骤2，检查装置状态：底盘(6)保持水平；容器A与容器B之间稳固连接；数控液压杆(7)与信号线(13)可靠连接；电源线(17)正常通电；电动机(16)...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢毅，于军，龚绪龙，蔡田露，王光亚，李伟，张岩，梅芹芹，
申请(专利权)人：江苏省地质调查研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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