專利名稱：動測地基承載力裝置的制作方法
一種動測地基承載力，特別是測定復合地基承載力的裝置，是為在土木建筑工程領(lǐng)域中，進行地基靜、動力參數(shù)評價而設計的。
本發(fā)明是現(xiàn)有用靜荷載試驗來確定動力基礎可能反應的逆過程及發(fā)展。
當前國內(nèi)外確定地基承載力常用的方法為用標貫擊數(shù)換算法，常帶有很大的不確定性，且當被測定地基為復合地基時，無法采用。采用靜荷載試驗法，不僅費工(八人以上)、費時(三天至半月)，而且需要壓重材料(幾十噸或幾百噸甚至上千噸)。這些材料的運輸、裝卸，造成工期加長、試驗成本增加，從而限制了在施工工程中的應用。本發(fā)明的任務是在確定天然地基或復合地基承載力時，用動力試驗法取代現(xiàn)有復雜的靜荷試驗法，以便降低試驗成本，縮短試驗周期。使多數(shù)工程都能得到應用，而且避免設計工作中的盲目性。
解決任務的方案是設置振動系統(tǒng)，其中由金屬或其它板組成的質(zhì)量塊(1)、(3)，每塊至少加工有兩個定位孔(5)以相應的螺栓(7)進行定位及固定。兩質(zhì)量塊之間安裝支撐彈簧(2)，設計彈簧的參數(shù)應與待確定的地基剛度相匹配，彈簧的定位依靠質(zhì)量塊上加工的止推座圈(4)。質(zhì)量塊(3)或(1)上放置動力輸出激振器(6)。該振體與地基形成一個兩自由度系統(tǒng)的振動體系。該系統(tǒng)所包括的質(zhì)量塊(1)和(3)的質(zhì)量m1、m2，支撐彈簧(2)的剛度，動力輸出激振器的頻率、振幅，應皆是可以調(diào)整的。此外，該系統(tǒng)還可以由質(zhì)量塊(1)、動力輸出激振器(6)與地基形成一個單自由度系統(tǒng)的振動體系。由此，與量測系統(tǒng)(8)、(9)共同組成兩種以上的動測方案。
該裝置在動力輸出激振器(6)的作用下，向地基施加動力荷載，可以用改變激振頻率的方法求得裝置在地基上的共振頻率;可以用改變激振力振幅的方法予測土體剛度非線性性質(zhì)的影響;可用調(diào)整振體本身剛度及質(zhì)量的方法估計土體參振質(zhì)量的影響，從而運用振動理論求出地基動剛度，如果我們在現(xiàn)場利用該裝置進行的動測試驗結(jié)果與在同一地基條件下的靜荷載試驗結(jié)果進行對比，即獲得地基動剛度與靜剛度的相關(guān)關(guān)系，進而獲得動剛度和靜剛度與地基承載力之間的相關(guān)關(guān)系。即可用測得的動剛度求出被測地基的承載力。該裝置完成一項試驗工作，操作人員只需兩人，僅費工兩小時左右，與靜荷載試驗相比，提高工效百倍以上。


圖1現(xiàn)有靜荷載試驗裝置示意圖，其中1-支撐縱梁，2-千斤頂，3-支撐橫梁，4-壓重材料。
圖2本發(fā)明裝置正視圖，其中1-質(zhì)量塊m1，2-支撐彈簧，3-質(zhì)量塊m2，4-止推座圈，5-板面定位孔，6-動力輸出激振器，7-固定(定位)螺栓，8-量測拾振器，9-量測記錄臺，10-操作手柄。
圖2描述了一種動測地基承載力裝置，其中質(zhì)量塊m1、m2皆是用16～20mm厚的鐵板并成的。每片板中加工有四個定位孔(5)，用四個螺栓(7)定位及固定。增減鐵板片數(shù)從而調(diào)整質(zhì)量塊m1、m2的數(shù)值。鐵板常呈園形或正方形，其面積根據(jù)需要可取0.25～5m2之間。本實例采用正方形板，其面積為0.5m2。在質(zhì)量塊(1)的上部鐵板上和質(zhì)量塊(3)下部鐵板上各焊有對稱且均勻分布的16個止推座圈(4)以便安裝支撐彈簧(2)，為匹配地基剛度，選擇彈簧一組為16個，設計兩組彈簧，剛度分別為80kg/mm和100kg/mm。為組裝方面，組成質(zhì)量塊(1)和(3)的每塊鐵板的邊緣上，要求對稱焊接操作手柄(10)。該振動系統(tǒng)構(gòu)造型式簡單，體輕且為可拆卸式，制造工藝簡而易行，造價低廉。
權(quán)利要求
1.一種動測地基承載力裝置，其特征在于它是由振動系統(tǒng)的質(zhì)量塊(1)、(3)、支撐彈簧蓋(2)、動力輸出激振器(6)和量測系統(tǒng)(8)、(9)所組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所述的質(zhì)量塊(1)、(3)，可以是不同數(shù)量的金屬板組成的，板上加工有至少兩個定位孔(5)與螺栓(7)相應配合，便于組合定位及固定為剛體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所述的支撐彈簧(2)，應是安裝在質(zhì)量塊(1)與(3)之間，由質(zhì)量塊板面上的止推座圈(4)定位，設計彈簧的參數(shù)至少能組成兩種不同的彈簧剛度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是可以由質(zhì)量塊(1)、動力輸出激振器(6)與地基形成一個單自由度振動體系的方案。
全文摘要
一種動測地基承載力裝置，它是由質(zhì)量塊(1)和(3)，同它們之間的支撐彈簧(2)，與地基組成為一個兩自由度系統(tǒng)的振動體系。在動力輸出激振器(6)的作用下，發(fā)生振動。當改變各種激振參數(shù)時，會由量測系統(tǒng)(8)和(9)獲得該振動系統(tǒng)的不同動態(tài)反應數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算整理，可求得地基承載力。該裝置將取代常規(guī)采用的復雜的靜荷載試驗法，可免去大量堆載材料的運輸和反復加、卸載等煩瑣工作。從而大幅度地提高工效及降低成本。
文檔編號G01N3/32GK1032397SQ8710097
公開日1989年4月12日 申請日期1987年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年2月28日
發(fā)明者孫建生, 王余慶, 鄒敏, 周振壽, 丁亞萍 申請人:中國化學工程總公司北京重型機械化公司, 孫建生