【技术实现步骤摘要】
一种原位黄土湿陷系数测试装置及方法
[0001]本专利技术属于岩土工程监测领域，尤其是涉及一种原位黄土湿陷系数测试装置及方法。
技术介绍
[0002]湿陷性黄土是一种特殊的黄土，广泛分布在我国中西部地区，这类黄土在天然含水率下具有较高的强度，但在一定压力作用下受水浸湿，结构迅速损坏，强度随之降低且产生显著的附加变形。湿陷变形发展迅速、变形量大，对上部建(构)筑物危害巨大，不但阻碍了这些地区的工程建设，还严重危及了广大人民的生命和财产安全。因此在地基勘察设计时黄土湿陷类型和等级的识别至关重要。而目前常用的黄土湿陷性测定方法有室内压缩试验、现场静载荷试验和现场试坑浸水试验。室内压缩试验虽然具有操作简便，原理清晰等优点，但完全侧限条件与地基变形和湿陷的实际情况并不相符。现场静载荷试验和现场试坑浸水试验虽然可以较好的反映实际，但操作复杂，试验工作量大、耗水量高和费用高。
[0003]因此，现如今缺少一种原位黄土湿陷系数测试装置及方法，测试过程简便、实现方便且使用效果好，能实现对任意深度处黄土的湿陷性系数进行测量。
专...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：包括伸入钻孔(14)内的测试探头(1)、设置在钻孔(14)顶部且带动所述测试探头(1)沿钻孔(14)深度方向调节的调节部件、设置在所述钻孔(14)顶部的供水装置(5)和与所述测试探头(1)连接的数据采集模块；所述测试探头(1)包括保护壳(1
‑
7)、设置在保护壳(1
‑
7)内下部的第一油缸(1
‑
8)和设置在保护壳(1
‑
7)内上部的第二油缸(1
‑
14)，以及与所述第二油缸(1
‑
14)连接的传载柱(1
‑
13)和多个与所述传载柱(1
‑
13)传动连接的传力机构(1
‑
16)，所述传力机构(1
‑
16)的端部设置有能紧贴在钻孔(14)内侧壁上的锚固器(1
‑
11)，所述锚固器(1
‑
11)上设置有锚固板部件(1
‑
6)；多个所述传力机构沿传载柱(1
‑
13)高度和钻孔(14)深度方向布设；所述数据采集模块包括设置在保护壳(1
‑
7)底部的第一位移计(1
‑
4)、设置在保护壳(1
‑
7)内部且用于测量所述锚固板部件(1
‑
6)位移的第二位移计(1
‑
10)，以及设置在传载柱(1
‑
13)的下端和第一油缸(1
‑
8)顶面之间的顶针式位移计(1
‑
9)，所述传载柱(1
‑
13)的上端与所述第二油缸(1
‑
14)的活塞杆连接，所述第一油缸(1
‑
8)的活塞杆连接加载杆(1
‑
3)的上端，所述加载杆(1
‑
3)的下端和承载板(1
‑
1)连接；所述第一位移计(1
‑
4)、第二位移计(1
‑
10)和顶针式位移计(1
‑
9)均与采集仪(11)连接，所述采集仪(11)与数据处理终端(12)连接。2.按照权利要求1所述的一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：所述承载板(1
‑
1)包括承载基板(1
‑1‑
1)和设置在所述承载基板(1
‑1‑
1)顶面的承载盖板(1
‑1‑
2)，所述承载基板(1
‑1‑
1)中设置有多个安装孔，所述安装孔中放置有圆柱透水石(1
‑1‑
13)，所述承载盖板(1
‑1‑
2)的中心位置设置有通过孔(1
‑1‑
22)，所述承载基板(1
‑1‑
1)的中心位置设置有螺纹接口(1
‑1‑
14)，所述加载杆(1
‑
3)的下端设置有螺纹接头，所述螺纹接头穿过通过孔(1
‑1‑
22)与螺纹接口(1
‑1‑
14)可拆卸连接，且所述加载杆(1
‑
3)的下端套设有防松螺帽(1
‑
2)；所述承载盖板(1
‑1‑
2)上设置有多个上限位孔(1
‑1‑
21)，所述上限位孔(1
‑1‑
21)的中心和圆柱透水石(1
‑1‑
13)的中心重合。3.按照权利要求2所述的一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：所述安装孔包括上大直径孔(1
‑1‑
11)和与所述上大直径孔(1
‑1‑
11)连通的小直径孔(1
‑1‑
12)，所述圆柱透水石(1
‑1‑
13)位于上大直径孔(1
‑1‑
11)中，所述上大直径孔(1
‑1‑
11)的内径和圆柱透水石(1
‑1‑
13)的外径相适应，所述圆柱透水石(1
‑1‑
13)的外径大于小直径孔(1
‑1‑
12)的内径；所述上限位孔(1
‑1‑
21)的孔径和小直径孔(1
‑1‑
12)的内径相同，所述圆柱透水石(1
‑1‑
13)的外径大于上限位孔(1
‑1‑
21)的孔径。4.按照权利要求1所述的一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：所述第一油缸(1
‑
8)和第二油缸(1
‑
14)均通过高压油管(9)与设置在钻孔(14)顶部的液压泵(10)连接；所述调节部件包括设置在钻孔(14)顶部的三脚支架(6)、设置在所述三脚支架(6)上的绞盘(7)和一端缠绕在绞盘(7)上的钢缆(8)，所述保护壳(1
‑
7)的顶板设置有吊环(1
‑
15)，所述钢缆(8)的另一端绑设在吊环(1
‑
15)上。5.按照权利要求1所述的一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：所述传力机构(1
‑
16)包括套设在传载柱(1
‑
13)上的传力块(1
‑
16
‑
1)和多个沿所述传力块(1
‑
16
‑
1)圆周方向布设的传杆部件，每个所述传杆部件端部设置有锚固器(1
‑
11)；
所述传力块(1
‑
16
‑
1)的中部设置有安装孔(1
‑
16
‑
11)，所述传力块(1
‑
16
‑
1)的圆周方向设置有多个容纳槽(1
‑
16
‑
12)，所述容纳槽(1
‑
16
‑
12)贯穿传力块(1
‑
16
‑
1)的底部；所述传杆部件包括上连杆(1
‑
16
‑
3)和与上连杆(1
‑
16
‑
3)铰接的水平连杆(1
‑
16
‑
4)，所述水平连杆(1
‑
16
‑
4)穿过保护壳(1
‑
7)及保护壳(1
‑
7)上嵌设的滑动轴承(1
‑
12)；所述上连杆(1
‑
16
‑
3)的上端容纳在所述容纳槽(1
‑
16
‑
12)中且通过销轴(1
‑
16
‑
2)与传力块(1
‑
16
‑
1)铰接，所述上连杆(1
‑
16
‑
3)的下端与水平连杆(1
‑
16
‑
4)的一端通过销轴(1
‑
16
‑
2)铰接，所述锚固器(1
‑
11)设置在水平连杆(1
‑
16
‑
4)的另一端。6.按照权利要求1所述的一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：所述锚固板部件(1
‑
6)包括滑轨(1
‑6‑
1)、贴合在所述滑轨(1
‑6‑
1)上的锚固板(1
‑6‑
3)和设置在多个所述锚固板(1
‑6‑
3)靠近钻孔(14)一个侧面上的锚针(1
‑6‑
2)，所述滑轨(1
‑6‑
1)的上端与锚固器(1
‑
11)的内侧面固定连接，所述滑轨(1
‑6‑
1)上开设有滑槽(1
‑6‑
11)，所述滑槽(1
‑6‑
11)沿滑轨(1
‑6‑
1)的高度方向布设，所述锚固板(1
‑6‑
3)的另一侧面上设置有插设在所述滑槽(1
‑6‑
11)中的限位滑块(1
‑6‑
5)，所述滑轨(1
‑6‑
1)和限位滑块(1
‑6‑
5)相对滑移；所述第二位移计(1
‑
10)的拉绳端穿过保护壳(1
‑
7)绕过换向轮(1
‑6‑
4)后绑设在限位滑块(1
‑6‑
5)上。7.按照权利要求1所述的一种原位黄土湿陷系数测试装置，其特征在于：所述供水装置(5)包括设置在钻孔(14)顶部外的水箱(5
‑
1)、设置在所述水箱(5
‑
1)中的水泵(5
‑
3)和与所述水泵(5
‑
3)连接的水管(4)，以及与所述水泵(5
‑
3)连接控制水泵(5
‑
3)开关的自动水位控制器(5
‑
2)；所述水管(4)伸入钻孔(14)的底部设置有花洒(3)，所述自动水位控制器(5
‑
2)通过电缆(13)与公共探头(2
‑
1)、下限探头(2
‑
2)、上限探头(2
‑
3)连接，所述公共探头(2
‑
1)、下限探头(2
‑
2)、上限探头(2
‑
3)位于钻孔(14)底部内。8.一种利用如权利要求1所述的装置对原位黄土湿陷系数进行测试的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、两个钻孔形成及黄土湿陷性原位测试装置下放：步骤101、清理原位黄土地表的杂物，采用干钻法在原位黄土地表成孔至设计深度，获得两个钻孔(14)；步骤102、平整钻孔(14)底部的土体，并在钻孔(14)的底部铺设中砂；步骤103、检查原位黄土湿陷系数测试装置，确保原位黄土湿陷系数测试装置各个部分均能正常工作：步骤104、通过所述调节部件将测试探头(1)沿钻孔(14)下放，直至测试探头(1)的底部距离钻孔(14)孔底的间距为3cm～5cm；并通过通过所述供水装置(5)中水管(4)将花洒(3)下放到距钻孔(14)孔底15cm～25cm处；通过电缆(13)下放公共探头(2
‑
1)、下限探头(2
‑
2)、上限探头(2
‑
3)，直至公共探头(2
‑
1)和下限探头(2
‑
2)的底部距离孔底5cm处，上限探头(2
‑
3)距钻孔(14)孔底15cm处；步骤105、将第一位移计(1
‑
4)、顶针式位移计(1
‑
9)、第二位移计(1
‑
10)伸出钻孔(14)顶部的连接端均与数据采集仪(11)连接；并将第一油缸(1
‑
8)和第二油缸(1
‑
14)均通过高压油管(9)与液压泵(10)连接；其中，数据采集仪(11)与与数据处理终端(12)连接；步骤二、一个钻孔中原位黄土湿陷系数测试装置的调节：
步骤201、...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建民，郑建国，于永堂，刘争宏，夏辉，黄鑫，
申请(专利权)人：机械工业勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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