一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备及方法与流程

本发明属于岩土工程支护结构试验检测领域，涉及一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备及方法。

背景技术：

1、目前，在各类基坑和边坡支护工程中，经常会需要用到各类土压力测试装置来监测施工中及施工后的支护结构两侧的土压力变化情况，现阶段最常见的土压力测试装置为土压力盒，分为振弦式和电阻式两大类。一般来说一个土压力盒只能单独测量某一个深度或者某一个水平点处的土压力，对于多个测量则需要布设多个土压力盒，且不能重复使用，而对于某一个面或者多个面的土压力荷载测量，使用土压力盒的方式远远无法实现。并且土压力盒安装过程会对测量土体造成扰动，影响原有土体的应力状态，导致土体无法和土压力盒的传感面充分接触，所测土压力严重失真。

2、随着测量点的增多，土压力盒的导线长度也随之增加，由于缺乏相应的保护措施，施工现场复杂的环境极易造成导线的破坏，一旦破坏，后续的维修工作在土压力盒已埋入土中的情况下也很难开展。因此传统的土压力盒测量工具存在只能测量某点压力而无法测量面压力、安装过程土里扰动导致传感面无法与测量土体充分接触、盒体和导线缺乏保护极易遭受破坏等不利特点。

3、综上，提出本发明的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备及方法，该测量设备通过土压力测量集成体，回土后在不同深度和宽度的土压力测量箱内气囊通过输气管充气，气囊在高强度土工布的约束下模拟水泥土挡墙桩体曲面的受土压力状态，从而较为精准的测量水泥土挡墙土压力的大小。

2、为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

3、一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，包括土压力测量箱和回土箱，所述回土箱内设置有容纳腔，在容纳腔的底部设置有回土挡板和控制器，所述控制器控制回土挡板的在回土箱的底部的开闭；

4、所述土压力测量箱包括主体板，所述主体板相对回土箱的一侧的两端设置有突出部，并在两组突出部之间安装有土工布，所述土工布与主体板之间安装有气囊；所述主体板上开设有气道，所述气道内安装有输气管；所述输气管与气囊相连通；

5、所述回土箱外设置有凸型卡一，所述突出部内设置有凹型锁一，所述凸型卡一和凹型锁一相适配；所述回土箱和突出部的外侧均开设有固定槽，固定槽内安装有连接板二。

6、优选的，所述凸型卡一包括成对设置的两组位置板，位置板呈“l”型，且包括短边部和长边部，长边部与回土箱相固定连接，且两组短边部成对相向设置。

7、优选的，所述凹型锁一内设置有插板一，所述插板一为“t”型，所述插板一适于插接在两组位置板中间。

8、优选的，所述土工布为高强度土工布，且两端设置有压条，土工布的两侧与主体板相固定连接，且与两组突出部相连接。

9、优选的，所述主体板的两侧还设置有凸型卡二和凹型槽二，所述凸型卡二与凸型卡一结构相同，所述凹型槽二与凹型锁一结构相同。

10、优选的，所述回土挡板的一端安装有转动轴，所述转动轴的两端与回土箱相转动连接；

11、所述回土箱包括外壳体和内壳体，所述内壳体内为容纳腔且为倒梯形，外壳体与内壳体之间设置有侧部腔，所述侧部腔内安装有电动推杆，所述电动推杆的输出端向下设置，所述电动推杆的输出端安装有弹性拉伸件，且适于开闭回土挡板。

12、优选的，所述回土挡板上侧设置有固体条，所述固体条上开设有连接腔，所述连接腔内安装有导杆和滑块，所述滑块套接在导杆上滑动；

13、所述弹性拉伸件包括轴杆，所述轴杆与电动推杆的输出端相固定连接；

14、所述轴杆的底部与滑块相连接，所述导杆上套装有复位弹簧，复位弹簧的一端与滑块相固定连接，另一端与导杆上端的连接腔相固定连接。

15、优选的，所述滑块的顶部设置有支板，且支板上安装有伸缩防护罩，伸缩防护罩的一端与支板相连接，另一端与连接腔相固定连接；所述伸缩防护罩适于遮蔽连接腔。

16、一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备的测量方法，还包括以下步骤：

17、步骤1，将气囊放置于高强土工布内和土压力测量箱之间，输气管穿过气道与气囊相连通，安装气囊挡板限制气囊只能在高强土工布和土压力测量箱之间；

18、步骤2，回土箱和土压力测量箱通过凸型卡一和凹型锁一连接成为测量单体，通过固定槽、连接板二和螺栓固定测量单体，限制其上下滑动；

19、步骤3，控制器包括电子锁，电气控制电子锁吸附连接板，使回土箱底部封闭；将测量单体压入待测量土体中，向回土箱内填满和待测量土体相同的土体，松开螺栓；释放回土箱和土压力测量箱的上下滑动限制；

20、滑动回土箱内同时释放回土挡板，使得回土箱内的土体滑出，从而填充由于回土箱的存在造成的土压力测量箱与待测量土体间的空隙，保证土体与测量箱内的高强土工布紧密接触；

21、步骤4，待土体填充完毕后，使用气泵通过输气管给气囊充气，由于高强土工布的限值，气囊鼓胀成圆弧状，待内外压强一致后，便可测量输气管内的气压强来监测外侧土压力强度；

22、步骤5，若要测量更大深度处的土压力，可通过多个测量单体上下相连，主体板的上下两端开设有连接槽，连接方式为使用连接板一和螺栓在连接槽处固定；下层的土压力测量箱的输气管通过上层贯通的气道与外侧气泵连通；

23、步骤6，若要测量更宽的土体土压力，通过多个测量单体左右相连，连接方式为使用凸型卡二和凹型锁二固定。

24、有益效果

25、本发明中的可装配的水泥土挡墙土压力面荷载的测量设备可根据需要测量土压力的面积来相应装配集成体，突破了传统土压力盒的点荷载测量的局限性，可准确判断挡土墙结构所承受的总土压力值，且该装配过程操作简单，省事省力，具有很好的稳定性。同时通过高强土工布的使用，使气囊测量土体时呈现为圆弧形，模拟水泥土挡土墙桩体外形，可较为精准的测量土压力。另一方面通过空腔箱体内土体的输送，逐次操作将高强土工布前的空间用土体占满，从而使待测量土体与高强土工布及充气后的气囊充分接触，提高测量精度。最后空腔箱体可保护气囊在闲置及使用期间免受外界破坏，延长整个测量工具的使用寿命。

技术特征：

1.一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：包括土压力测量箱(1)和回土箱(2)，所述回土箱(2)内设置有容纳腔，在容纳腔的底部设置有回土挡板(12)和控制器，所述控制器控制回土挡板(12)的在回土箱(2)的底部的开闭；

2.根据权利要求1所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述凸型卡一(7)包括成对设置的两组位置板(24)，位置板(24)呈“l”型，且包括短边部和长边部，长边部与回土箱(2)相固定连接，且两组短边部成对相向设置。

3.根据权利要求2所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述凹型锁一(8)内设置有插板一(25)，所述插板一(25)为“t”型，所述插板一(25)适于插接在两组位置板(24)中间。

4.根据权利要求1所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述土工布(3)为高强度土工布(3)，且两端设置有压条(16)，土工布(3)的两侧与主体板(21)相固定连接，且与两组突出部(22)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述主体板(21)的两侧还设置有凸型卡二(20)和凹型锁二(19)，所述凸型卡二(20)与凸型卡一(7)结构相同，所述凹型锁二(19)与凹型锁一(8)结构相同。

6.根据权利要求1所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述回土挡板(12)的一端安装有转动轴(13)，所述转动轴(13)的两端与回土箱(2)相转动连接；

7.根据权利要求6所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述回土挡板(12)上侧设置有固体条(29)，所述固体条(29)上开设有连接腔(30)，所述连接腔(30)内安装有导杆(31)和滑块(32)，所述滑块(32)套接在导杆(31)上滑动；

8.根据权利要求6所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于：所述滑块(32)的顶部设置有支板(35)，且支板(35)上安装有伸缩防护罩(36)，伸缩防护罩(36)的一端与支板(35)相连接，另一端与连接腔(30)相固定连接；所述伸缩防护罩(36)适于遮蔽连接腔(30)。

9.一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备的测量方法，包括权利要求1-8任一项所述的一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种可装配的水泥土挡墙土压力荷载的测量设备及方法，属于岩土工程支护结构试验检测领域。包括土压力测量箱和回土箱，回土箱内设置有容纳腔，在容纳腔的底部设置有回土挡板和控制器，控制器控制回土挡板的在回土箱的底部的开闭；土压力测量箱包括主体板，主体板相对回土箱的一侧的两端设置有突出部，并在两组突出部之间安装有土工布，土工布与主体板之间安装有气囊；主体板上开设有气道，气道内安装有输气管；输气管与气囊相连通；回土箱外设置有凸型卡一，突出部内设置有凹型锁一，凸型卡一和凹型锁一相适配。本发明解决了现有技术中土压力盒难以检测大面积的压力土测，且缺乏保护结构。技术研发人员：闫瑞超,胡阳受保护的技术使用者：中国十七冶集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27