CN105953962A - 一种基于量子点的滑坡推力测试装置和该装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于量子点的滑坡推力测试装置和该装置的制造方法，测试装置包括有量子点有机玻璃空心圆柱体（1）和激光共聚焦显微内窥镜（2），激光共聚焦显微内窥镜（2）的共聚焦激光探头（4）通过光纤（3）伸入埋置到滑坡体中的量子点有机玻璃空心圆柱体（1）的中空部。制造方法为聚甲基丙烯酸甲酯与固化剂混合后，再加入溶于氯仿中的量子点，将混合后的溶液搅拌均匀，倒入空心圆柱体模型中后，常温下凝固至少6个小时。本发明的优点是：实现了直观便捷地测量滑坡推力的数据，同时采集的数据也更加精细，工程应用操作简单；既能获得受力点的空间位置又能获得其应力值。

Description

一种基于量子点的滑坡推力测试装置和该装置的制造方法
技术领域
本发明属于岩土工程压力测试技术领域，具体涉及一种基于量子点的滑坡推力测试装置和该装置的制造方法。
背景技术
滑坡推力大小是确定滑坡治理方案的重要依据之一，推力大小是否准确直接决定着治理工程的规模与造价，而推力的测量计算是滑坡防治技术中长期存在的一个难点。由于土介质的多样性，成分、结构的复杂性和不均匀性，滑动过程及滑坡体本身的复杂性，加之滑带土强度随外界因素变化而变化，很难准确估算滑坡实际推力状态及其变化过程。
目前国内外对地质灾害滑坡滑体的测试手段主要是测试滑体位移和位移变化率，还没有直接测试滑坡推力的装置出现。现有的滑坡推力测试技术有：1、滑坡支挡工程(如抗滑桩、挡土墙等) 后埋置土压力盒进行测试，2、在预应力锚索抗滑桩上设置钢筋计进行推力测试；3、使用光时域反射探测技术进行推力测量。采用土压力盒或锚索钢筋计进行滑坡推力测试都存在一些不足，例如：受工程条件限制大，测试数据少，测试点选取困难等不足。采用的光时域反射探测技术是一种用弹膜片和微弯调制机构进行压力传感，它也存在以下不足：光路结构复杂、调整难，光纤现场安装要求高，工程应用复杂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于量子点的滑坡推力测试装置，它能够直观便捷地测量滑坡推力的数据，且能提高测试数据的准确度，测试操作简单。还提供一种该装置的制造方法
本发明提供一种基于量子点的滑坡推力测试装置，包括有量子点有机玻璃空心圆柱体和激光共聚焦显微内窥镜，激光共聚焦显微内窥镜的共聚焦激光探头通过光纤伸入埋置到滑坡体中的量子点有机玻璃空心圆柱体的中空部。
本发明还提供一种上述量子点滑坡推力测试装置的制造方法：聚甲基丙烯酸甲酯与固化剂混合后，加入溶于氯仿中的量子点，再将混合后的溶液搅拌均匀，倒入空心圆柱体模型中后，常温下凝固至少6个小时。
本发明采用激光共聚焦显微内窥镜，内窥镜的头端使用共聚焦激光探头，在采集强度信号时，共聚焦激光探头发出的激光照射在有机玻璃空心圆柱体的内壁，内壁中的量子点吸收激光的能量后，价带上的电子跃迁到导带，形成电子-空穴对，导带上的电子跃迁回价带，与空穴复合，然后以辐射形式放出光子。激光共聚焦显微内窥镜的共聚焦激光探头对有机玻璃空心圆柱体内壁进行扫描时，采取由下而上，每次采集荧光强度均间隔0.5米，从而获得圆柱体各深度的荧光强度数据。
根据“Tetrapod Nanocrystals as Fluorescent Stress Probes of Electrospun Nanocomposites”，Shilpa N. Raja，Andrew C. K. Olson，Kari Thorkelsson， Nano Letters，2013, 13, 3915− 3922，（四针量子点多聚纳米复合纤维的荧光压力探测器，Shilpa N. Raja，Andrew C. K. Olson，Kari Thorkelsson，纳米快报，2013, 13期 第3915− 3922页）中记载了一种会发光的纳米复合纤维，这种纤维受到外力时会变形，四针量子点的荧光强度会随之改变。量子点的荧光强度与所受外力之间的关系，能通过实验标定，得出荧光强度与所受应力的关系式及曲线。
实验标定就是将量子点有机玻璃空心圆柱体在实验装置上加载，测量并绘制出应力与荧光强度的拟合曲线。
与现有技术相比，本发明的优点是：实现了直观便捷地测量滑坡推力的数据，同时采集的数据也更加精细，工程应用操作简单；既能获得受力点的空间位置又能获得其应力值。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的构示意图；
图2为本发明的使用状态图。
图中：1.量子点有机玻璃空心圆柱体；2.激光共聚焦显微内窥镜；3.光纤；4.共聚焦激光探头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明包括有量子点有机玻璃空心圆柱体1和激光共聚焦显微内窥镜2，激光共聚焦显微内窥镜2的共聚焦激光探头4通过光纤3伸入埋置到滑坡体中的量子点有机玻璃空心圆柱体1的中空部。
上述量子点滑坡推力测试装置的制造方法是：聚甲基丙烯酸甲酯与固化剂混合后，再加入溶于氯仿中的量子点，将混合后的溶液搅拌均匀，倒入空心圆柱体模型中后，常温下凝固至少6个小时。其中，聚甲基丙烯酸甲酯为有机玻璃的化学名称。
如图2所示，将量子点有机玻璃空心圆柱体1埋置到基岩中，开始测试时，将激光共聚焦显微内窥镜2的共聚焦激光探头4放置到量子点有机玻璃空心圆柱体1的空心部分，对有量子点机玻璃空心圆柱体1内壁进行由下而上的全面扫描。共聚焦激光探头4发射出激光，照射到有机玻璃空心圆柱体内壁的量子点上。当有机玻璃受到外力时，量子点荧光发生变化，激光探头采集到荧光强度，并传递到计算机上进行分析处理，代入到标定实验得到的关系式，得出应力。并进一步得到边坡待测点处各深度的应力随时间变化曲线，以及待测点处深度-应力曲线。

Claims (2)

1.一种基于量子点的滑坡推力测试装置，其特征是：包括有量子点有机玻璃空心圆柱体（1）和激光共聚焦显微内窥镜（2），激光共聚焦显微内窥镜（2）的共聚焦激光探头（4）通过光纤（3）伸入埋置到滑坡体中的量子点有机玻璃空心圆柱体（1）的中空部。
2.一种权利要求1所述的滑坡推力测试装置的制造方法，其特征是：将聚甲基丙烯酸甲酯与固化剂混合后，加入溶于氯仿中的量子点，再将混合后的溶液搅拌均匀，倒入空心圆柱体模型中后，常温下凝固至少6个小时。
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