本发明专利技术公开了一种贯入式土压力盒埋设方法及其埋设装置，装置由二根贯入杆、连接横杆和贯入头构成矩形框架，贯入杆通过螺帽固定在连接横杆上，矩形框架中固定土压力盒套件，横档杆的两端插在贯入杆上的小孔中，导向杆通过螺帽固定在连接横杆中央，贯入头通过靠近两端的柱状销头插进贯入杆的底部，可自然脱落。其埋设方法是：组装埋设装置，准备导向杆，采用静力设备进行贯入，及时接长导向杆，直到预定贯入深度，而后采用人力或静力设备拔出装置，贯入头、横档杆脱落于土层中，土压力盒留在土层中进行测试。本发明专利技术适用于深层软土层的土压力测试，对岩土工程测试技术的提高与改进具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
深层软土中贯入式土压力盒埋设方法及装置
本专利技术涉及岩土工程测试领域，更具体涉及一种贯入式土压力盒埋设方法，同时还涉及一种贯入式土压力盒埋设装置，它适用于深层软土中层中土压力盒的组装固定、定位埋设及数据监测。
技术介绍
土压力盒适用于长期测量路基，边坡，大坝，隧道，土堤等结构物内部土体的压应力。在岩土工程施工与监测实践中，通常采用在迎土面和土体中埋设土压力传感器，来进行结构表面及土体内部的土压力监测，并通过相应的数据采集设备来获取所需的数据。常用的土压力传感器的埋设方法有：挂布法、顶出法、弹出法和钻孔法。这几种埋设技术均比较成熟，在工程中应用广泛。围护结构迎土面土压力盒的埋设常用的挂布法，是将土压力传感器按布点的位置，先装在一定宽度的尼龙布上，然后将带有传感器的尼龙布铺挂在钢筋笼的表面相应位置上，随同钢筋笼一起吊入沟槽中，定位后向沟槽内浇注混凝土，随混凝土面的上升，借混凝土的侧向推力，将铺挂在钢筋笼表面的尼龙布连同土压力传感器一起压向沟槽的壁面。顶出法可通过气动活塞将土压力盒顶出，紧贴土体从而进行测试。钻孔法常用于土体中土压力传感器埋设，即在土体中先进行泥浆护壁钻孔，并将土压力传感器固定在定制的薄壁槽钢或钢筋笼上，然后将土压力传感器随薄壁槽钢或钢筋笼一道埋入钻孔中规定深度位置，再在钻孔中回填细砂，待细砂固结后进行土压力的测试。然而，这些常用埋设方法大多均适用于中硬土层与岩层，对于深层软土，将难以成孔，常规埋设方法不可实施。另外，顶出法装置复杂，埋设过程中设备与元器件易损坏，埋设装置成本较高；薄壁槽钢或钢筋笼相对土体的刚度较大，埋入土体后存在与土体侧向变形不协调的问题，因而对土压力测试结果的精度有一定的影响；薄壁槽钢或钢筋笼的价格较高，因此埋设方法的经济性不强；土压力传感器需在施工现场焊接，操作不易，安装效率低下。因此，为适应深层软土中土体应力场的测试需求，解决深层软土中土压力盒的埋设问题，需要对现有的测试装置与方法进行改造，提出一种贯入式土压力盒埋设装置与方法，确保试验可实施性强，成果准确可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供了一种适用于深层软土层的贯入式土压力盒埋设方法，方法易行可靠，优势显著，能有效的满足了深层软土层中土压力的定向定位测试，适用范围广。本专利技术的另一个目的是在于提供了一种适用于深层软土层的贯入式土压力盒埋设装置，埋设装置简易实用，组装便捷，能有效的满足了深层软土层中土压力的定向定位测试，测试数据准确性高。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术措施：一种贯入式土压力盒埋设方法，其步骤是：步骤一：组装贯入式土压力盒埋设装置（本专利技术），将测量所需的土压力盒套件放在其中，通过4~5根横档杆将土压力盒套件固定在装置中；步骤二：根据测量位置深度（5~20m）需要，准备相应数量（7~22根）的导向杆，将第一根导向杆固定在贯入式土压力盒埋设装置上；步骤三：在试验地点，从地表开始，采用静力设备（如CLD-3型静力触探仪）进行贯入，当导向杆接近完全贯入地层中，及时接入下一根导向杆，直至达到预定贯入深度（5~20m）；步骤四：采用人力或静力设备拔出导向杆，从而拔出本装置，当一导向杆完全拔出地面时，卸下该导向杆，继续拔出至贯入杆完全拔出。装置中贯入头、横档杆均在开始拔出时从贯入杆中自然脱落，与土压力盒套件一起留在土层中；步骤五：根据测试需求采用数据采集仪进行土压力的测试，得到深层软土中不同深度土层的土压力。一种贯入式土压力盒埋设装置，它包括：贯入杆，连接横杆，贯入头，横档杆，导向杆。其特征在于：贯入式土压力盒埋设装置由二根贯入杆、连接横杆和贯入头构成矩形框架，二根贯入杆分别通过螺帽固定在连接横杆两边的圆孔中，二根贯入杆平行并排放置，贯入杆上间距约9~11cm的4~5个小孔（孔径2~4mm）水平相对。土压力盒套件顶部插在连接横杆中部槽口内，土压力盒套件底部插在贯入头中部槽口内。同一横档杆的两端分别插在二根贯入杆同一高度处的小孔中，相邻的横档杆分别朝向二根贯入杆所构成的平面两侧，横档杆可从贯入杆的小孔中自然脱落。导向杆通过螺帽固定在连接横杆中央圆孔中，导向杆与贯入杆反向固定在连接横杆中。贯入头通过靠近两端的二只柱状销头插进二根贯入杆的底部，贯入头可从贯入杆中自然脱落。所述的贯入杆为普通的静力触探杆加工而成（本领域的技术人员均能制备），贯入杆长度约48~52cm，为空心管状，前端外侧具有长度约4~6cm的丝口，末端内侧具有长度约4~6cm的丝口。前端丝口截面直径略小于杆身直径，前端丝口与末端丝口可以相互以螺纹旋进连接。在前端丝口下方的杆壁上竖直开小孔4~5个，小孔间距约9~11cm，孔径约2~4mm。所述的导向杆与贯入杆规格相同，区别在于杆壁不开小孔，5~20根导向杆通过前端丝口与末端丝口以螺纹旋进连接进行加长，土压力盒数据线从导向杆中穿出。所述的连接横杆为薄片钢板，中央开圆孔，中央圆孔的两边对称开二个圆孔，三个圆孔的圆心均位于连接横杆表面中心线上，三个圆孔中开一槽口贯通，各个圆孔的直径略大于贯入杆和导向杆前端丝口截面直径，略小于杆身直径，槽口宽度小于圆孔直径。所述的横档杆为细钢丝，两端垂直向上翘起，长度略大于二根贯入杆的间距，直径略小于贯入杆上小孔的孔径。所述的贯入头为钢制长条状，长度等于二根贯入杆的外间距，在其上方两端分别突出有二只柱状销头，二只柱状销头之间开有槽口，二只柱状销头中心间距与二根贯入杆中心间距相同，贯入头下方为条状刀口。贯入头截面为锥状，锥尖向下。所述的土压力盒套件由二根槽型塑料条，塑料连接条，土压力盒，土压力盒夹具构成，土压力盒夹具由A伴夹具钢块和B伴夹具钢块构成，土压力盒夹具与塑料连接条通过螺钉固定于槽型塑料条之间。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1）利用本装置可不用预先钻孔，就可将土压力盒埋入土层中进行测试，省时省力，节约成本，同时也避免了软土中钻孔易塌孔，成孔困难的难题；2）本装置与方法采用可脱落式贯入头，减小贯入与拔出时的阻力，实现了贯入式土压力盒埋设装置方便快速的贯入和拔出；3）本装置通过设置横档杆，使得土压力盒在埋设过程中不易脱出，保持稳定，在到达预定深度土层后，便于调整位置，且定位准确，不易偏位。4）本装置在埋设及测试过程中，将土压力盒数据线进行封装保护，提高仪器成活率，节约省时。本装置与方法克服了以往常规装置与方法在深层软土层中实际操作性的缺陷，具有上述优点和效果，并通过试验设计完成测试可获得如附图8中的理想结果，测试数据准确、稳定。同时，本装置可采用标准化方式生产和组装，简单高效，操作易行，具有可观的工程实践预期效果和显著的经济优势，对岩土工程测试技术的提高与改进具有重要意义。附图说明图1为一种贯入式土压力盒埋设装置主视图；图2为一种贯入式土压力盒埋设装置左视图；图3为一种连接横杆结构示意图；图4为一种贯入杆结构示意图；图5为一种贯入头主视图；图6为一种贯入头左视图；图7为一种贯入头俯视图，图8为一种贯入式土压力盒埋设装置设计测试结果。图中：1—贯入杆，2—连接横杆，3—贯入头，4—横档杆，5—导向杆，6—螺帽。具体实施方式实施例1：一种贯入式土压力盒埋设方法，其步骤是：步骤一：组装贯入式土压力盒埋设装置，将测量所需的土压力盒套件放在其中，通过4或5根本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种贯入式土压力盒埋设装置，其组成包括：贯入杆（1），连接横杆（2），贯入头（3），横档杆（4），导向杆（5），其特征在于：贯入式土压力盒埋设装置由二根贯入杆（1）、连接横杆（2）和贯入头（3）构成矩形框架，二根贯入杆（1）分别通过螺帽（6）固定在连接横杆（2）两边的圆孔中，二根贯入杆（1）平行并排放置，贯入杆（1）上间距9~11cm的孔水平相对，土压力盒套件顶部插在连接横杆（2）中部槽口内，土压力盒套件底部插在贯入头（3）中部槽口内，同一横档杆（4）的两端分别插在二根贯入杆（1）同一高度处的小孔中，相邻的横档杆（4）分别朝向二根贯入杆（1）所构成的平面两侧，横档杆（4）可从贯入杆（1）的小孔中自然脱落，导向杆（5）通过螺帽（6）固定在连接横杆（2）中央圆孔中，导向杆（5）与贯入杆（1）反向固定在连接横杆（2）中，贯入头（3）通过靠近两端的二只柱状销头插进二根贯入杆（1）的底部，贯入头（3）可从贯入杆（1）中自然脱落。
【技术特征摘要】
1.一种贯入式土压力盒埋设装置，其组成包括：贯入杆（1），连接横杆（2），贯入头（3），横档杆（4），导向杆（5），其特征在于：贯入式土压力盒埋设装置由二根贯入杆（1）、连接横杆（2）和贯入头（3）构成矩形框架，二根贯入杆（1）分别通过螺帽（6）固定在连接横杆（2）两边的圆孔中，二根贯入杆（1）平行并排放置，贯入杆（1）上间距9~11cm的孔水平相对，土压力盒套件顶部插在连接横杆（2）中部槽口内，土压力盒套件底部插在贯入头（3）中部槽口内，同一横档杆（4）的两端分别插在二根贯入杆（1）同一高度处的小孔中，相邻的横档杆（4）分别朝向二根贯入杆（1）所构成的平面两侧，横档杆（4）可从贯入杆（1）的小孔中自然脱落，导向杆（5）通过螺帽（6）固定在连接横杆（2）中央圆孔中，导向杆（5）与贯入杆（1）反向固定在连接横杆（2）中，贯入头（3）通过靠近两端的二只柱状销头插进二根贯入杆（1）的底部，贯入头（3）可从贯入杆（1）中自然脱落。2.根据权利要求1所述的一种贯入式土压力盒埋设装置，其特征在于：所述的贯入杆（1）与导向杆（5）为普通的静力触探杆，长度48~52cm，为空心管状，前端外侧具有长度4~6cm的丝口，末端内侧具有长度4~6cm的丝口，前端丝口截面直径小于杆身直径，前端丝口与末端丝口相互以螺纹旋进连接，贯入杆（1）在前端丝口下方的杆壁上竖直开孔4~5个，孔径2~4mm。3.根据权利要求1所述的一种贯入式土压力盒埋设装置，其特征在于：所述的连接横杆（2）为薄片钢板，中央开圆孔，中央圆孔的两边对称开二个圆孔，三个圆孔的圆心均位于连接横杆（2）表面中心线上...
【专利技术属性】
技术研发人员：李芝军，朱付广，樊炼，彭斌，黄河，李勃，曹文庆，李漪，戴张俊，
申请(专利权)人：湖北省电力勘测设计院，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
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