一種風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地基系數(shù)檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)的檢測(cè)裝 置及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為保障輸電線的安全運(yùn)行，對(duì)桿塔基礎(chǔ)有承載力和位移兩方面的設(shè)計(jì)控制要求。 而風(fēng)積沙地基輸電桿塔基礎(chǔ)的水平承載能力計(jì)算中，目前僅以承載力作為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算參 數(shù)，而無(wú)法對(duì)位移和承載力雙方面進(jìn)行校核，其關(guān)鍵原因是缺乏風(fēng)積沙地基的水平地基系 數(shù)，而測(cè)得水平地基系數(shù)的首要任務(wù)是測(cè)得地基土水平壓力-位移全過(guò)程曲線。
[0003] 當(dāng)前，獲得地基土基床系數(shù)的試驗(yàn)通常為扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)或平板載荷試驗(yàn)。扁鏟側(cè) 脹試驗(yàn)是在試驗(yàn)時(shí)將接在探桿上的扁鏟測(cè)頭壓入土中預(yù)定深度，然后施壓，使位于扁鏟測(cè) 頭一側(cè)的圓形鋼膜向地基土膨脹，量測(cè)鋼模膨脹三個(gè)特殊位置的壓力，從而獲得多種巖土 參數(shù)。扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)適用于軟土、一般黏性土、粉土、黃土和松散~中密砂土。但扁鏟側(cè)脹試 驗(yàn)鋼膜的極限位移僅1. 1〇_，遠(yuǎn)小于輸電線路中對(duì)桿塔基礎(chǔ)水平位移控制限值在IOmm左 右的要求。平板載荷試驗(yàn)法是用一定規(guī)格的方形承壓板測(cè)得壓力-位移曲線，并用壓力-位 移曲線直線段的斜率表示基床系數(shù)。雖然平板載荷試驗(yàn)法可獲得試土從彈性階段到塑性破 壞全過(guò)程的壓力-位移曲線，但僅適用于測(cè)量地基土豎向基床系數(shù)，且對(duì)于自立性較差的 地基土，如風(fēng)積沙，由于探坑無(wú)法成形，在不采取工程支擋措施情況下平板載荷試驗(yàn)法也不 適用。
[0004] 因此，如何設(shè)計(jì)一種適用于風(fēng)積沙地基并且能夠準(zhǔn)確獲得輸電桿塔在荷載作用下 的全過(guò)程壓力-位移曲線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔基礎(chǔ)承載力和位移兩方面的控制設(shè)計(jì)的檢測(cè)裝 置或方法，是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供的一種風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法； 該檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且拆裝便利，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)積沙等自立性差的地基土水平荷載一位移全過(guò) 程曲線的測(cè)量，同時(shí)適用于各種土質(zhì)；該檢測(cè)方法的檢測(cè)過(guò)程全面、準(zhǔn)確且簡(jiǎn)單，使得地基 土在試驗(yàn)工況的應(yīng)力狀態(tài)與實(shí)際受荷工況一致，提高了檢測(cè)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn) 對(duì)桿塔基礎(chǔ)承載力和位移兩方面的控制設(shè)計(jì)，保證了輸電線路的安全運(yùn)行。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)的檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括內(nèi)部設(shè)置有位移檢 測(cè)組件的箱體；
[0008] 所述箱體包括水平放置且活動(dòng)連接的外套箱和內(nèi)嵌箱，所述外套箱和內(nèi)嵌箱均為 一端開(kāi)口的矩形箱體；所述內(nèi)嵌箱的開(kāi)口側(cè)從所述外套箱的開(kāi)口側(cè)緊密插入并與所述外套 箱套接在一起。
[0009] 優(yōu)選的，所述外套箱為長(zhǎng)方體，且所述外套箱中遠(yuǎn)離其開(kāi)口側(cè)且垂直于其長(zhǎng)度方 向的板為承壓頂板；所述內(nèi)嵌箱中遠(yuǎn)離其開(kāi)口側(cè)且垂直于其長(zhǎng)度方向的板為承壓擋板； [0010] 所述承壓擋板與所述承壓頂板的形狀相同。
[0011] 優(yōu)選的，所述內(nèi)嵌箱的上端板的長(zhǎng)度短于其下端板；夾在所述上端板和下端板之 間的兩個(gè)側(cè)板均為直角梯形，所述側(cè)板的直角邊設(shè)置在所述承壓擋板上；
[0012] 所述上端板和下端板之間的距離小于所述承壓擋板的高。
[0013] 優(yōu)選的，所述位移檢測(cè)組件包括同軸連接的工作測(cè)力儀和千斤頂，所述千斤頂?shù)?工作端設(shè)置有位移傳感器；
[0014] 所述千斤頂?shù)墓潭ǘ税惭b在所述承壓擋板的中心處，所述千斤頂?shù)墓ぷ鞫伺c所述 工作檢測(cè)儀的一端連接；
[0015] 所述工作檢測(cè)儀的另一端安裝在所述承壓頂板的中心處。
[0016] 優(yōu)選的，所述千斤頂?shù)墓潭ǘ说牡撞坑弥渭芄潭ㄔ谒鱿露税迳稀?br>[0017] -種風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法通過(guò)風(fēng)積沙地基水平基床 系數(shù)檢測(cè)裝置待測(cè)區(qū)域的風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；所述檢測(cè)裝置包括水平放置 且活動(dòng)連接的外套箱和內(nèi)嵌箱，所述內(nèi)嵌箱的開(kāi)口側(cè)從所述外套箱的開(kāi)口側(cè)緊密插入；
[0018] 所述外套箱和內(nèi)嵌箱組成的箱體內(nèi)設(shè)置有同軸連接的工作測(cè)力儀和千斤頂，所述 千斤頂?shù)墓ぷ鞫嗽O(shè)置有位移傳感器；
[0019] 所述方法包括如下步驟：
[0020] 步驟1.根據(jù)所述檢測(cè)裝置的外形尺寸，在待測(cè)區(qū)域的沙地中挖出能夠水平放入 所述檢測(cè)裝置的探井；
[0021] 步驟2.將所述檢測(cè)裝置水平放入所述探井中，并調(diào)試所述檢測(cè)裝置；
[0022] 步驟3.通過(guò)所述千斤頂對(duì)所述檢測(cè)裝置逐次逐級(jí)施加水平荷載，使得所述內(nèi)嵌 箱與外套箱發(fā)生相對(duì)位移，并記錄每一次施加的所述水平載荷及相對(duì)位移的值；
[0023] 步驟4.根據(jù)記錄的所述水平載荷及相對(duì)位移的值，繪制荷載-位移曲線；
[0024] 步驟5.取出所述檢測(cè)裝置，并增加所述探井的深度；重復(fù)步驟2至4,直到得到大 于2個(gè)的所述探井不同深度處的所述荷載-位移曲線。
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟2包括：
[0026] 2-1.將所述檢測(cè)裝置吊放進(jìn)所述探井中，并將其調(diào)整為水平放置；
[0027] 2-2.用粗砂或原位土體分別填充所述內(nèi)嵌箱中的承壓擋板、外套箱中的承壓頂板 與所述探井的坑壁縫隙；其中，所述承壓擋板和承壓頂板分別為設(shè)置在所述檢測(cè)裝置兩側(cè) 且垂直于所述檢測(cè)裝置長(zhǎng)度方向的剛性板件；
[0028] 2-3.在所述檢測(cè)裝置上預(yù)加一個(gè)IkPa的水平應(yīng)力，以消除內(nèi)嵌箱和外套箱與探 井坑壁的縫隙。
[0029] 優(yōu)選的，所述步驟3包括：
[0030] 3-1.設(shè)置水平荷載的初始值；若所述待測(cè)區(qū)域的土質(zhì)松軟，則所述水平荷載的 初始值為10~25kPa ;若所述待測(cè)區(qū)域的土質(zhì)硬密，則所述水平荷載的初始值為50~ IOOkPa ；
[0031] 3-2.通過(guò)所述千斤頂對(duì)所述檢測(cè)裝置施加所述水平荷載，使得所述內(nèi)嵌箱與外套 箱發(fā)生相對(duì)位移；
[0032] 3-3.待所述工作測(cè)力儀和位移傳感器的示值穩(wěn)定后，記錄當(dāng)前所述水平載荷及其 相對(duì)位移的值；
[0033] 3-4.歸零所述工作測(cè)力儀和位移傳感器的示值；
[0034] 3-5.逐級(jí)增加所述水平荷載的值，并返回步驟3-2,直到逐級(jí)增加的次數(shù)達(dá)到8~ 10次或所述檢測(cè)裝置出現(xiàn)明顯的需終止?fàn)顩r；
[0035] 其中，若所述待測(cè)區(qū)域的土質(zhì)松軟，則每次逐級(jí)增加的所述水平荷載的值為10~ 25kPa ;若所述待測(cè)區(qū)域的土質(zhì)硬密，則每次逐級(jí)增加的所述水平荷載的值為50~lOOkPa。
[0036] 優(yōu)選的，所述步驟3-3中的所述工作測(cè)力儀和位移傳感器的示值穩(wěn)定的判定方法 為：在連續(xù)的2小時(shí)內(nèi)，若所述示值在每小時(shí)中的沉降量均小于0.1 mm時(shí)，則判定所述示值 已相對(duì)穩(wěn)定。
[0037] 優(yōu)選的，所述步驟3-5中的所述明顯的需終止?fàn)顩r包括：
[0038] a.所述承壓擋板或所述承壓頂板周?chē)耐脸霈F(xiàn)明顯的側(cè)向擠出或裂紋；
[0039] b.所述位移傳感器示值急劇增大；
[0040] c.在24小時(shí)內(nèi)，所述相對(duì)位移的值超過(guò)0. 12倍的所述承壓擋板或所述承壓頂板 得邊長(zhǎng)長(zhǎng)度；
[0041] d.當(dāng)前所述相對(duì)位移的值大于等于前一級(jí)所述相對(duì)位移的值5倍。
[0042] 從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種風(fēng)積沙地基水平基床系數(shù)的檢測(cè) 裝置及檢測(cè)方法，裝置包括內(nèi)設(shè)置有位移檢測(cè)組件且水平放置且活動(dòng)連接的外套箱和內(nèi)嵌 箱，內(nèi)嵌箱的開(kāi)口側(cè)從外套箱的開(kāi)口側(cè)緊密插入；方法通過(guò)對(duì)檢測(cè)裝置逐次逐