【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土木工程中的檢測設備，特別是涉及一種多功能地基反力系數智能測定儀。
技術介紹
1、地基反力系數是一個重要的工程參數，尤其在涉及土樣和結構相互作用的結構中，其受諸多因素影響。目前各類工程測試方法可靠度較低，原位測試精度又較難保證。而規范法中給出的各土層地基反力系數范圍變化大，難以結合實際土層條件確定具體數值。
2、傳統地基反力系數一般通過現場實驗來估算或利用經驗公式法進行反算，但前者耗時較長且費用較高后者過度依賴大量歷史觀測數據。因而，如何有效地獲得地基反力系數一直是巖土工程界的難題之一。
3、氣壓式雙聯地基反力系數測定儀是一種側向受荷試驗，其對土體的擾動小，可提供連續的土性參數。氣壓式雙聯多功能地基反力系數測定儀通過施加氣壓來模擬土體在不同方向上的應力狀態，測試土體在垂直和水平荷載作用下的應力-應變關系。該設備能夠進行多方向的加載和卸載，從而更全面地反映地基土的力學特性，特別是地基反力系數。
4、利用氣壓式雙聯地基反力系數測定儀不僅能較為準確地獲得土層的地基反力系數，還能近似連續地得到土的固結系數cv，土的壓縮模量es、以及在循環荷載條件下彈性模量e和k0d。依托實際工程開展現場原位試驗無疑是最直接、可靠的方法，但現場試驗測試費用昂貴，受場地條件、施工環境的影響嚴重，且測試細節不容易把握控制。因此，研制室內測試裝置快速測定地基反力系數具有較大的實用價值和經濟價值，且室內測試加載條件便于控制，測試高效快捷，造價又低于現場試驗。
5、但目前還沒有一套在室內測定地基反力系數
技術實現思路
1、鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種多功能地基反力系數智能測定儀，用于解決現有技術中不存在室內測定地基反力系數基礎上同時測量多種土體相關參數的裝置及標準試驗方法，通過室內試驗裝置模擬土體的不同加載模式，測試地基反力系數從而解決在施工現場測試費用昂貴，受場地條件、施工環境的影響嚴重，測試細節不易把控的問題。
2、為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種多功能地基反力系數智能測定儀，包括機架、圍壓室、氣壓加載系統、軸向加載系統、以及數據采集系統，所述圍壓室設置在機架中，用于盛放試驗土樣；所述氣壓加載系統用于對試驗土樣施加圍壓及水平方向載荷；所述軸向加載系統用于對試驗土樣施加軸向方向載荷；所述數據采集系統與氣壓加載系統、軸向加載系統連接，用于數據采集及數據處理。
3、優選的，所述機架包括機架底座、機架支撐桿、以及機架頂板，所述機架支撐桿的底端固定連接在機架底座上，所述機架頂板固定連接在機架支撐桿的頂端；所述圍壓室設置在機架底座上，且機架頂板位于圍壓室的上方側。
4、優選的，所述圍壓室包括圍壓室底座、圍壓室頂蓋、圍壓室連接桿、土樣底座、以及玻璃筒，所述圍壓室底座放置在機架底座上，所述土樣底座放置在圍壓室底座上；所述玻璃筒為兩端開口件，所述玻璃筒罩在圍壓室底座上，且土樣底座位于玻璃筒的內部；所述圍壓室頂蓋放置在玻璃筒的頂端面上，且圍壓室頂蓋通過圍壓室連接桿與圍壓室底座連接；所述圍壓室底座、圍壓室頂蓋、玻璃筒三者之間密閉連接；所述圍壓室底座上還設置有定位凹槽，所述玻璃筒的底端放置在定位凹槽中；所述圍壓室底座中設置有底座進氣腔，所述底座進氣腔上開設有若干個底座進氣孔，所述底座進氣孔與玻璃筒的內部連通；所述玻璃筒上開設有玻璃筒進氣孔；所述底座進氣腔、玻璃筒進氣孔均與氣壓加載系統連通。
5、優選的，所述圍壓室底座上還開設有排水孔，所述排水孔中設置有排水閥。
6、優選的，所述氣壓加載系統包括氣源供應裝置、壓力調節器、氣壓加載控制器、以及若干個管路，所述氣源供應裝置與高壓氣源連通，所述壓力調節器與若干個管路連通，所述壓力調節器用于調節高壓氣源的壓力；若干個管路分別與底座進氣腔、玻璃筒進氣孔連通；所述氣壓加載控制器用于控制若干個管路的開閉。
7、優選的，所述玻璃筒進氣孔的數量為兩個，任一個與管道連通，另一個上設置有氣壓傳感器，所述氣壓傳感器與數據采集系統通訊連接。
8、優選的，所述軸向加載系統包括軸向加載源、軸向傳動組件、移動橫梁、夾持座、加載桿、位移傳感器、以及壓力傳感器，所述軸向加載源設置在機架底座上，所述移動橫梁可升降的設置在機架支撐桿上，所述夾持座設置在移動橫梁上，所述加載桿安裝在夾持座中；所述位移傳感器、壓力傳感器均與數據采集系統通訊連接，用于檢測加載桿的運動位移、以及加載桿插入試驗土樣中受到的反力大小；所述軸向加載源通過軸向傳動組件與移動橫梁傳動連接，所述移動橫梁在機架支撐桿上升降運動，加載桿貫穿圍壓室頂蓋插入到圍壓室內的試驗土樣中。
9、優選的，所述圍壓室頂蓋上可拆卸設置有圍壓室頂蓋活塞，所述圍壓室頂蓋活塞中設置有氣密膠；當加載桿對試驗土樣施加軸向壓力時，加載桿貫穿圍壓室頂蓋活塞中的氣密膠進入到圍壓室中。
10、優選的，所述軸向傳動組件包括傳動軸、換向器、螺桿、滑塊、以及導軌，所述導軌設置在機架支撐桿上，所述滑塊可滑動的設置在導軌上，所述滑塊與移動橫梁固定連接；所述滑塊上開設有螺紋孔，所述螺桿穿設在螺紋孔中；所述傳動軸通過換向器與螺桿傳動連接；所述傳動軸與軸向加載源連接。
11、優選的，所述數據采集系統包括主控柜、以及pc端，所述pc端與主控柜通訊連接；所述主控柜與氣壓加載系統、軸向加載系統通訊連接。
12、如上所述，本專利技術涉及的多功能地基反力系數智能測定儀，具有以下有益效果：
13、本專利技術涉及的多功能地基反力系數智能測定儀，可以較為準確的獲得土層的地基反力系數，進而能夠近似連續地得到土層的固結系數cv、土層的壓縮模量es、以及在循環荷載條件下彈性模量e和k0d，便于開展循環荷載作用下的土體變形與穩定性分析的相關研究；利用地基反力系數和壓縮模量(es)，可以進行地基沉降分析，特別是評估建筑物或結構在荷載作用下的沉降量及沉降速度。此外通過控制氣體壓力以及其他傳感器的反饋監測，可控制多組試驗的土體初始條件，便于適應不同的試驗需求。
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1.一種多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：包括機架、圍壓室、氣壓加載系統(19)、軸向加載系統、以及數據采集系統，所述圍壓室設置在機架中，用于盛放試驗土樣；所述氣壓加載系統(19)用于對試驗土樣施加圍壓及水平方向載荷；所述軸向加載系統用于對試驗土樣施加軸向方向載荷；所述數據采集系統與氣壓加載系統(19)、軸向加載系統連接，用于數據采集及數據處理。
2.根據權利要求1所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述機架包括機架底座(1)、機架支撐桿(2)、以及機架頂板(3)，所述機架支撐桿(2)的底端固定連接在機架底座(1)上，所述機架頂板(3)固定連接在機架支撐桿(2)的頂端；所述圍壓室設置在機架底座(1)上，且機架頂板(3)位于圍壓室的上方側。
3.根據權利要求2所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述圍壓室包括圍壓室底座(4)、圍壓室頂蓋(7)、圍壓室連接桿(8)、土樣底座(5)、以及玻璃筒(6)，所述圍壓室底座(4)放置在機架底座(1)上，所述土樣底座(5)放置在圍壓室底座(4)上；所述玻璃筒(6)為兩端開口件，所述玻璃筒(6
4.根據權利要求3所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述圍壓室底座(4)上還開設有排水孔(401)，所述排水孔(401)中設置有排水閥。
5.根據權利要求3所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述氣壓加載系統(19)包括氣源供應裝置、壓力調節器、氣壓加載控制器、以及若干個管路，所述氣源供應裝置與高壓氣源連通，所述壓力調節器與若干個管路連通，所述壓力調節器用于調節高壓氣源的壓力；若干個管路分別與底座進氣腔、玻璃筒進氣孔(602)連通；所述氣壓加載控制器用于控制若干個管路的開閉。
6.根據權利要求5所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述玻璃筒進氣孔(602)的數量為兩個，任一個與管道連通，另一個上設置有氣壓傳感器(601)，所述氣壓傳感器(601)與數據采集系統通訊連接。
7.根據權利要求3所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述軸向加載系統包括軸向加載源(18)、軸向傳動組件、移動橫梁(10)、夾持座(11)、加載桿(12)、位移傳感器(1001)、以及壓力傳感器(1101)，所述軸向加載源(18)設置在機架底座(1)中，所述移動橫梁(10)可升降的設置在機架支撐桿(2)上，所述夾持座(11)設置在移動橫梁(10)上，所述加載桿(12)安裝在夾持座(11)中；所述位移傳感器(1001)、壓力傳感器(1101)均與數據采集系統通訊連接，用于檢測加載桿(12)的運動位移、以及加載桿(12)插入試驗土樣中受到的反力大小；
8.根據權利要求7所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述圍壓室頂蓋(7)上可拆卸設置有圍壓室頂蓋活塞(9)，所述圍壓室頂蓋活塞(9)中設置有氣密膠；當加載桿(12)對試驗土樣施加軸向壓力時，加載桿(12)貫穿圍壓室頂蓋活塞(9)中的氣密膠進入到圍壓室中。
9.根據權利要求8所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述軸向傳動組件包括傳動軸(17)、換向器(16)、螺桿(15)、滑塊(13)、以及導軌(14)，所述導軌(14)設置在機架支撐桿(2)上，所述滑塊(13)可滑動的設置在導軌(14)上，所述滑塊(13)與移動橫梁(10)固定連接；所述滑塊(13)上開設有螺紋孔，所述螺桿(15)穿設在螺紋孔中；所述傳動軸(17)通過換向器(16)與螺桿(15)傳動連接；所述傳動軸(17)與軸向加載源(18)連接。
10.根據權利要求1所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述數據采集系統包括主控柜(20)、以及PC端(21)，所述PC端(21)與主控柜(20)通訊連接；所述主控柜(20)與氣壓加載系統(19)、軸向加載系統通訊連接。
...【技術特征摘要】
1.一種多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：包括機架、圍壓室、氣壓加載系統(19)、軸向加載系統、以及數據采集系統，所述圍壓室設置在機架中，用于盛放試驗土樣；所述氣壓加載系統(19)用于對試驗土樣施加圍壓及水平方向載荷；所述軸向加載系統用于對試驗土樣施加軸向方向載荷；所述數據采集系統與氣壓加載系統(19)、軸向加載系統連接，用于數據采集及數據處理。
2.根據權利要求1所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述機架包括機架底座(1)、機架支撐桿(2)、以及機架頂板(3)，所述機架支撐桿(2)的底端固定連接在機架底座(1)上，所述機架頂板(3)固定連接在機架支撐桿(2)的頂端；所述圍壓室設置在機架底座(1)上，且機架頂板(3)位于圍壓室的上方側。
3.根據權利要求2所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述圍壓室包括圍壓室底座(4)、圍壓室頂蓋(7)、圍壓室連接桿(8)、土樣底座(5)、以及玻璃筒(6)，所述圍壓室底座(4)放置在機架底座(1)上，所述土樣底座(5)放置在圍壓室底座(4)上；所述玻璃筒(6)為兩端開口件，所述玻璃筒(6)罩在圍壓室底座(4)上，且土樣底座(5)位于玻璃筒(6)的內部；所述圍壓室頂蓋(7)放置在玻璃筒(6)的頂端面上，且圍壓室頂蓋(7)通過圍壓室連接桿(8)與圍壓室底座(4)連接；所述圍壓室底座(4)、圍壓室頂蓋(7)、玻璃筒(6)三者之間密閉連接；
4.根據權利要求3所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述圍壓室底座(4)上還開設有排水孔(401)，所述排水孔(401)中設置有排水閥。
5.根據權利要求3所述的多功能地基反力系數智能測定儀，其特征在于：所述氣壓加載系統(19)包括氣源供應裝置、壓力調節器、氣壓加載控制器、以及若干個管路，所述氣源供應裝置與高壓氣源連通，所述壓力調節器與若干個管路連通，所述壓力調節器用于調節高壓氣源的壓力；若干個管路分別與底座進氣腔、玻璃筒進氣孔(602)連通；所述氣壓加載控制器用于控制若干個管路的開閉。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王浩，陳波，張雄，許凱凱，王飛，秘向麗，楊靖暉，邱偉，吳鵬冠，榮欣，孔令振，徐松，許來香，
申請(專利權)人：上海勘測設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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