一种基于土体变形监测的土体测试仪及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种基于土体变形监测的土体测试仪及其测试方法，所述土体测试仪包括：工作台，呈支架结构，其包括一承载面以及位于所述承载面正上方的一悬挂面；环刀，设置在所述工作台的所述承载面上，且所述环刀的开口远离所述承载面，用于装填测试用的试验土块；湿度调节装置，并通过一导管伸入所述工作台内部并固定在所述悬挂面上、且管口正对所述环刀，通过向所述环刀内输入水汽以调节所述试验土块的湿度；监测装置，设置在所述工作台内，用于监测所述试验土块并产生监测信号；显示装置，用以接收所述监测信号并显示，本发明专利技术具有多维度观测同一试验土块在不同物理环境下的自然状态的技术效果，可广泛应用于土体监测技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于土体变形监测的土体测试仪及其测试方法
本专利技术涉及土体监测
更具体地说，本专利技术涉及一种基于土体变形监测的土体测试仪及其测试方法。
技术介绍
伴随建筑施工技术的发展，土体的变形日益受到人们的重视。土体变形可能导致建筑物失稳甚至倾覆。然而由于其本身在无约束条件下可能发生无法预测的变形，使用传统的手段将会很困难，会造成地基不稳定。因此，对于工程建设及防灾来说，获得土体的收缩膨胀系数至关重要，从而选择良好土体作为地基，防患于未然。现有技术中，缺乏一种小型化土体测试仪，能够获得不同相对湿度下，土体的收缩膨胀状况及质量。这将是我们当前的重要研究课题。在以往人们观察自由条件下土体的收缩及膨胀时并没有小型精细的仪器，以对在不同相对湿度条件下，同一土块的收缩或膨胀等一切行为的观察，质量的测量，获得相对湿度对于土块的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够在不同相对湿度条件下，对同一土体进行精细化观察的基于土体变形监测的土体测试仪及其测试方法。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于土体变形监测的土体测试仪，所述土体测试仪包括：工作台，呈支架结构，其包括一承载面以及位于所述承载面正上方的一悬挂面；环刀，设置在所述工作台的所述承载面上，且所述环刀的开口远离所述承载面，用于装填测试用的试验土块；湿度调节装置，设置在所述工作台外部，并通过一导管伸入所述工作台内部并固定在所述悬挂面上，且所述导管的管口正对所述环刀，所述环刀内通过所述导管输入水汽以调节所述试验土块的湿度；监测装置，设置在所述工作台内，用于监测所述试验土块并产生监测信号；显示装置，与所述监测装置电连接，用以接收所述监测信号并显示。优选地，所述监测装置包括：图像监测构件，所述图像监测装置包括一摄像头，所述摄像头设置在所述工作台的承载面上，所述摄像头与所述显示装置电连接，用于监测并传输所述试验土块在不同湿度状态下的土体结构变化的图像信号。优选地，所述监测装置还包括：质量监测构件，所述质量监测构件设置在所述工作台的承载面上，用于承载所述环刀，所述质量监测构件包括天平以及依次设置在所述天平底部的压力杆和压力传感器，所述压力传感器电连接在所述显示装置上，用以传输所述环刀以及所述试验土块的质量信号。优选地，所述监测装置包括：湿度监测构件，所述湿度监测构件包括湿度传感器，所述湿度监测构件设置在所述导管的管口处，并通过一连接在所述导管的管口处的玻璃罩将所述湿度传感器与所述环刀罩住，用于监测玻璃罩内的湿度；所述湿度传感器电连接于所述显示装置，用以传输所述湿度信号。优选地于，所述工作台包括从上到下依次间隔设置的上部钢板、中部钢板、底部钢板，且所述上部钢板、所述中部钢板、所述底部钢板之间均通过调节装置连接；其中，所述中部钢板的底面为所述悬挂面，所述底部钢板的顶面为所述承载面。优选地，所述土体测试仪还包括供电装置，其电连接所述监测装置和显示装置。优选地，所述调节装置包括，依次穿设所述上部钢板、所述中部钢板至所述底部钢板的螺杆，所述螺杆位于所述上部钢板、所述中部钢板的底部位置处分别设置一调节螺母。优选地，所述上部钢板和所述中部钢板的中部位置同轴设置有贯穿的连接孔，且共同穿设一固定螺杆，所述固定螺杆上可拆卸设置有显示装置。优选地，所述显示装置为液晶显示屏。一种基于土体变形监测的土体测试仪的测试方法，包括以下步骤：步骤S1，选取所述试验土块，并记录该所述试验土块的初始物理状态，得到初始数据；步骤S2，对所述步骤S1中记录所述初始数据后的所述试验土块进行持续性的物理状态的改变，包括改变所述试验土块的湿度，并同步监测该所述试验土块的质量、湿度和图像信息并记录，得到对比数据；其中，持续性的物理状态的改变包括，依次提供多组湿度参数，分别进行周期性施作于所述试验土块的工序。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术解决了现有技术中无法通过精细化的监测仪器对自然状态下同一土体的不同环境进行监测、进而得到多维度的监测数据和图像的技术问题；本专利技术利用特定尺寸的环刀选取自然状态下的试验土块进行后续的监测和试验，通过工作台将湿度调节装置、监测装置以及显示装置设置集中于一体，形成便捷的监测条件，测试时，先利用监测装置监测、获取并记录试验土块的初始物理状态的参数，然后通过湿度调节装置逐渐改变试验土块的物理状态，形成持续性变化的结果，以供监测装置进行周期性、持续性监测，进而对自然状态下、同一土体在不同物理环境的物理变化进行细致的观测，进而对建筑施工技术中，土体变形导致的诸多因素，例如建筑物下层土体环境失稳提供直接的施工参考。2、从多维度对试验土块进行监测，其包含了质量检测构件、湿度监测构件、以及图像检测构件，通过适度调节装置不断地改变试验土块的湿度，在利用上述的多个构件对不同试图的试验土体进行持续性监测并将监测的信号记录并发送至显示屏，为不同物理状态的自然土体结构变化研究提供了多维度的参照。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术基于土体变形监测的土体测试仪的结构示意图；说明书附图标记说明：1、工作台，2、湿度调节装置，3、导管，4、螺杆，5、上部钢板，6、固定螺杆，7、显示装置，8、中部钢板，9、摄像头，10、底部钢板，11、玻璃罩，12、环刀，13、天平，14、压力杆，15、压力传感器，16、数模转换器，17、供电模块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，一种基于土体变形监测的土体测试仪，所述土体测试仪包括：工作台1，呈支架结构，其包括一承载面以及位于所述承载面正上方的一悬挂面；环刀12，设置在所述工作台1的所述承载面上，且所述环刀12的开口远离所述承载面，用于装填测试用的试验土块；湿度调节装置2，设置在所述工作台1外部，并通过一导管3伸入所述工作台1内部并固定在所述悬挂面上，且所述导管的管口正对所述环刀12，所述环刀12内通过向所述环刀12内输入水汽以调节所述试验土块的湿度；监测装置，设置在所述工作台1内，用于监测所述试验土块并产生监测信号；显示装置7，与所述监测装置电连接，用以接收所述监测信号并显示。在上述技术方案中，工作台1包括由上部钢板5、中部钢板8和下部钢板上下间隔形成支架结构，用于集中布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于土体变形监测的土体测试仪，其特征在于，所述土体测试仪包括：/n工作台，呈支架结构，其包括一承载面以及位于所述承载面正上方的一悬挂面；/n环刀，设置在所述工作台的所述承载面上，且所述环刀的开口远离所述承载面，用于装填测试用的试验土块；/n湿度调节装置，设置在所述工作台外部，并通过一导管伸入所述工作台内部并固定在所述悬挂面上，且所述导管的管口正对所述环刀，所述环刀内通过所述导管输入水汽以调节所述试验土块的湿度；/n监测装置，设置在所述工作台内，用于监测所述试验土块并产生监测信号；/n显示装置，与所述监测装置电连接，用以接收所述监测信号并显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于土体变形监测的土体测试仪，其特征在于，所述土体测试仪包括：
工作台，呈支架结构，其包括一承载面以及位于所述承载面正上方的一悬挂面；
环刀，设置在所述工作台的所述承载面上，且所述环刀的开口远离所述承载面，用于装填测试用的试验土块；
湿度调节装置，设置在所述工作台外部，并通过一导管伸入所述工作台内部并固定在所述悬挂面上，且所述导管的管口正对所述环刀，所述环刀内通过所述导管输入水汽以调节所述试验土块的湿度；
监测装置，设置在所述工作台内，用于监测所述试验土块并产生监测信号；
显示装置，与所述监测装置电连接，用以接收所述监测信号并显示。


2.根据权利要求1所述的基于土体变形监测的土体测试仪，其特征在于，所述监测装置包括：图像监测构件，所述图像监测装置包括一摄像头，所述摄像头设置在所述工作台的承载面上，所述摄像头与所述显示装置电连接，用于监测并传输所述试验土块在不同湿度状态下的土体结构变化的图像信号。


3.根据权利要求1所述的基于土体变形监测的土体测试仪，其特征在于，所述监测装置还包括：质量监测构件，所述质量监测构件设置在所述工作台的承载面上，用于承载所述环刀，所述质量监测构件包括天平以及依次设置在所述天平底部的压力杆和压力传感器，所述压力传感器电连接在所述显示装置上，用以传输所述环刀以及所述试验土块的质量信号。


4.根据权利要求1所述的基于土体变形监测的土体测试仪，其特征在于，所述监测装置包括：湿度监测构件，所述湿度监测构件包括湿度传感器，所述湿度监测构件设置在所述导管的管口处，并通过一连接在所述导管的管口处的玻璃罩将所述湿度传感器与所述环刀罩住，用于监测玻璃罩内的湿度；
所述湿度传感器电连接于...

【专利技术属性】
技术研发人员：董毅，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42