第二壓力傳感器量測的壓力。
[0023] 設內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)內(nèi)徑為Di,高度為1，則單位面積內(nèi)側(cè)摩阻力qi可表示為：
[0024] Qi= f ih/(31 〇iD
[0025] 筒型基礎下沉至此深度時總的內(nèi)側(cè)摩阻力％為：
【主權(quán)項】
1.原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在于，分別將各個傳感器與 采集設備相連，并將量測裝置與動力設備相連，按照下述步驟進行測試： (1) 裝置在靜壓動力設備作用下，按照設定速度，勻速壓入量測土體中； (2) 壓入過程中，第一壓力傳感器量測和記錄總的貫入壓力P隨深度變化過程，由于下 沉過程中保持勻速，故由傳感器量測，則某一深度處筒型基礎總貫入阻力R = P ; (3) 壓入過程中，端頭在土體的作用下向上移動，與安裝于基座肋板下側(cè)的量測端阻 力的第四壓力傳感器發(fā)生接觸，二者之間壓力N隨深度變化過程由傳感器量測和記錄， 則某一深度處筒型基礎端阻力Rt為各個第四壓力傳感器采集的壓力數(shù)值之和，即Rt = N1+N2+N3+N4+......+Ni，其中N i為第i個第四壓力傳感器量測的壓力； (4) 壓入過程中，內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)在土體的作用下向上移動，與安裝于筒壁的量測內(nèi)側(cè)摩阻 力的第二壓力傳感器發(fā)生接觸，二者之間壓力匕隨深度變化過程由傳感器量測和記錄，則 某一深度h處內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)受到的內(nèi)側(cè)摩阻力f ih,其中i表示內(nèi)側(cè)，h為某一深度，為：fih= Fil+Fi2+Fi3+Fi4+...... +Fin 其中Fin為第η個第二壓力傳感器量測的壓力； 設內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)內(nèi)徑為Di,高度為1，則單位面積內(nèi)側(cè)摩阻力qi可表示為： Qi= f m/(31 DiX D 筒型基礎下沉至此深度時總的內(nèi)側(cè)摩阻力％為：
其中Qi(Z)為深度z時單位面積內(nèi)側(cè)摩阻力； (5) 壓入過程中，外側(cè)摩擦環(huán)在土體的作用下向上移動，與安裝于筒壁的量測外側(cè)摩阻 力的第三壓力傳感器發(fā)生接觸，二者之間壓力F。隨深度變化過程由傳感器量測和記錄，則 某一深度h處外側(cè)摩擦環(huán)受到的外側(cè)摩阻力f； h，其中〇表示內(nèi)側(cè)，h為某一深度，為：fA= F0I+F02+F〇3+F〇4+...... +F〇n 其中Fm為第η個第三壓力傳感器量測的壓力； 設外側(cè)摩擦環(huán)內(nèi)徑為D。，高度為1，則單位面積外側(cè)摩阻力q?？杀硎緸椋? Q0= f 〇h/(jtD0XI) 筒型基礎下沉至此深度時總的外側(cè)摩阻力Q。為：
其中I(Z)為深度z時單位面積外側(cè)摩阻力； 所述量測裝置包括量測總沉貫阻力的第一壓力傳感器、筒型基礎的頂蓋、筒型基礎的 筒壁、內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)、外側(cè)摩擦環(huán)、量測內(nèi)側(cè)摩阻力的第二壓力傳感器、量測外側(cè)摩阻力的第 三壓力傳感器、第一連接螺栓、量測端阻力的第四壓力傳感器、端頭、滑塊、基座肋板、第二 連接螺栓和滑槽，其中： 所述量測總沉貫阻力的第一壓力傳感器設置在筒型基礎的頂蓋上，并與外部靜壓設備 連接，量測筒型基礎在沉貫過程中受到的外部靜壓設備施加的壓力，即該裝置由靜壓設備 壓入海洋土體過程中，量測總的靜壓貫入力； 在所述筒型基礎的筒壁的兩側(cè)分別嵌入內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)和外側(cè)摩擦環(huán)，所述筒壁與內(nèi)側(cè)摩 擦環(huán)和外側(cè)摩擦環(huán)之間均設有滑塊，所述內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)和筒壁、外側(cè)摩擦環(huán)和筒壁之間設置 有量測內(nèi)側(cè)摩阻力的第二壓力傳感器、量測外側(cè)摩阻力的第三壓力傳感器，所述第二壓力 傳感器和第三壓力傳感器固定在筒壁上，當內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)和外側(cè)摩擦環(huán)受到土的摩阻力時， 會向上移動，與壓力傳感器接觸，量測內(nèi)側(cè)摩阻力的第二壓力傳感器采集的總壓力即為內(nèi) 側(cè)摩擦環(huán)受到的內(nèi)側(cè)摩阻力，量測外側(cè)摩阻力的第三壓力傳感器采集的總壓力即為外側(cè)摩 擦環(huán)受到的外側(cè)摩阻力； 在所述筒型基礎的筒壁的末端通過第一連接螺栓固定連接基座肋板和筒壁，所述基座 肋板的末端設置有滑槽，所述滑槽中設置有用于連接基座肋板和端頭的第二連接螺栓，所 述第二連接螺栓的一端設置在基座肋板的滑槽中，另一端與端頭固定相連；所述基座肋板 和端頭之間，在基座肋板上設置有量測端阻力的第四壓力傳感器；所述第二連接螺栓可以 在端頭的作用下沿滑槽上下移動，裝置下沉時端頭受到土壓力，向上移動，與壓力傳感器接 觸，壓力傳感器量測的總壓力即為端阻力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述滑塊選擇半球形或者球形，所述內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)和外側(cè)摩擦環(huán)與滑塊的接觸面涂抹潤 滑油，以減小二者之間的摩擦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述第一壓力傳感器數(shù)量選擇1一4個，均勻分布在筒型基礎的頂蓋上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器沿著筒形基礎圓周均勻分布， 數(shù)量選擇2- 6個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)、外側(cè)摩擦環(huán)嵌入筒壁兩側(cè)，以使嵌入摩擦環(huán)的筒壁與上下筒壁的厚度 一致。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述端頭和基座肋板在徑向上與筒壁厚度一致。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)、外側(cè)摩擦環(huán)嵌入筒壁的末端的兩側(cè)，所述內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)和外側(cè)摩擦環(huán)的 上端分別與量測內(nèi)側(cè)摩阻力的第二壓力傳感器、量測外側(cè)摩阻力的第三壓力傳感器之間設 置有空隙，以供內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)、外側(cè)摩擦環(huán)受到外力向上或者向下移動；所述內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)和外 側(cè)摩擦環(huán)的下端與基座肋板之間設置有空隙，以供內(nèi)側(cè)摩擦環(huán)、外側(cè)摩擦環(huán)受到外力向上 或者向下移動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，其特征在 于，所述第二連接螺栓選用凹陷式螺栓。
【專利摘要】本發(fā)明公開原位量測筒型基礎沉貫端阻力和摩阻力的方法，利用的量測裝置包括筒型基礎、總沉貫阻力量測裝置、端阻力量測裝置、內(nèi)側(cè)摩阻力量測裝置和外側(cè)摩阻力量測裝置。本發(fā)明可直接量測筒型基礎的端阻力和摩阻力，采用裝配式筒型結(jié)構(gòu)，筒內(nèi)外側(cè)均設置摩擦環(huán)，可以充分體現(xiàn)工程中筒型基礎沉放過程中的擠土效應，使測得的端阻力和摩阻力更加趨近實際情況；并將端阻力、內(nèi)側(cè)摩阻力、外側(cè)摩阻力分別量測，并可對量測數(shù)據(jù)進行連續(xù)實時記錄，量測數(shù)據(jù)可直接使用，可以更好地指導筒型基礎沉放設計和施工。
【IPC分類】E02D33-00
【公開號】CN104746538
【申請?zhí)枴緾N201510095374
【發(fā)明人】練繼建, 陳飛, 王海軍, 張 杰, 馬煜祥
【申請人】天津大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年6月4日
【公告號】CN103266636A, CN103266636B