CN106918512B - 一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法，测定装置包括加载系统、强度传递系统和数据采集系统；所述强度传递系统和数据采集系统均设在加载系统上。本发明气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法操作快捷，测试结果准确，能通过反复比对试验，并结合现场实时数据能够快速准确地获得轻质土的表面强度，从而及时确定下一层轻质土的浇筑时间；保证了轻质土的浇筑安全性和整体稳定性；还能应用到其他轻质土的表面强度检测。

Description

一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法

技术领域

本发明涉及工程建筑领域，尤其涉及一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法。

背景技术

气泡混合轻质土(以下简称轻质土)是近十年发展起来的新型轻质填土材料。它是在原料土中按照一定的比例添加固化剂、水和预先制作的气泡群，进行充分的混合、搅拌后所形成的轻型土工材料。近几年在岩土工程中应用较为广泛，如软土地基处理，桥(涵)背回填，寒区冻土路基隔热保温及台背填土防冻胀及路基加宽等。

轻质土一般采用分层浇筑，下一层的浇筑间隔一般认为要大于前一层轻质土的终凝时间，部分工程项目以人在轻质土上行走没有明显脚印为准。如果在轻质土强度过低的时候，过早进行第二层浇筑，会极大地影响第一层轻质土的强度增长，产生工程隐患；而过晚进行第二层浇筑，虽然上一层强度达到要求，由于浇筑间隔过长，会产生人为分层，影响轻质土整体性，也会产生工程隐患。所以正确快速的获得轻质土浇筑后的表面强度，选择正确的浇筑时间对于轻质土施工至关重要。

现有的测试轻质土表面强度的方法多沿用混凝土浇筑时，判断表面强度的方法，但由于轻质土内部含有大量气泡，本身强度低，而测定混凝土强度的仪器本身较为笨重，自重较大，并且量程范围较大，导致精度不够，并不适合用来测定现浇轻质土表面强度。

发明内容

发明目的：为克服现有技术不足，本发明旨于提供一种更为快速、准确的获取现浇气泡混合轻质土表面强度，有助于更加合理地确定下一层浇筑的时间间隔的测定装置及测试方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，包括加载系统、强度传递系统和数据采集系统；所述强度传递系统和数据采集系统均设在加载系统上。

工作原理：本发明气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置运用加载系统在轻质土表面进行分级加载，通过强度传递系统和现场数据采集系统读取记录竖向位移或气压计读数，通过数据处理与理论计算，获得轻质土浇筑期表面强度。

所述加载系统为正三角形平台，正三角形平台包括正三角形面板、加载砝码、支柱、侧板、磁性表座、连接杆、调平螺丝和长水准气泡条，正三角形面板中心设有凹槽，加载砝码设在加载凹槽内，支柱、侧板、磁性表座、连接杆和长水准气泡条均为3个，支柱为中空结构，支柱上下两端均设有螺丝孔，支柱中上部侧壁设有通孔，3个支柱分别与正三角形面板三个角的底面螺纹连接；3个长水准气泡条分别设在正三角形面板上表面的三条边上；3个侧板分别设在相邻两根支柱的顶端之间，3个磁性表座分别对应设在3个侧板上；3个连接杆分别设在3个磁性表座上；调平螺丝设在正三角形面板上表面的三个角上，调平螺丝底端与支柱顶端相接。

上述三角形面板为铜质边长为50cm的等边三角形面板，面板上表面设置有用于放置砝码的凹槽，保证砝码放置位于加载系统中心，各柱杆均匀承担荷载；支柱为高40cm、直径6cm的圆柱，上下底面分别开有螺丝孔用于固定；长水准气泡条共三个，位于面板上部平行于正三角形三边中心布置，用于仪器装配后的自身平衡校核；柱杆上部使用调平螺丝用于调平；磁性表座共三个，分别贴于侧板用于固定三个竖向位移计。

所述强度传递系统包括薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚；薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚均为3个，按测试阶段分别对应设在3个支柱的底端；能用于气泡混合轻质土浇筑后不同期间的强度测试。

所述薄膜球形柱脚上设有通气管，通气管一端与薄膜球形柱脚相通，另一端伸入立柱空腔内并从立柱上的通孔穿出；穿出部分叉为第一分支和第二分支，第一分支端口为气压计连接口，第二分支端口为加压口，第二分支上设有密封夹；薄膜球形柱脚由高分子材料制成，充气后为直径6cm的半球，在薄膜球形柱脚的球面底部最低点处为圆心，依次每隔2mm标记一个同心圆，并由内而外编有刻度标号；能用于气泡混合轻质土浇筑后4～8小时期间内的强度测试。

所述数据采集系统包括3个气压计；每个气压计分别与3个薄膜球形柱脚上的气压计连接口相接；能用于统一各柱脚充气后内部气压达到测试要求P。

所述金属球形柱脚由金属铜制成，下部为直径6cm的半球，满足受压后凹陷值的接触面最大值，上部为直径6cm、高2cm的圆柱，圆柱上部设有直径2cm的插销；能用于气泡混合轻质土浇筑后8～24小时期间内的强度测试。

所述锥形柱脚为金属铜制成的倒置圆锥结构，下部锥角为30°、上部直径为6cm，圆锥上部设有直径6cm、高2cm的圆柱，圆柱上部设有直径2cm的插销；能用于气泡混合轻质土浇筑后24小时之后的强度测试。

所述数据采集系统还包括位移计；所述位移计为3个，分别与3个连接杆相接；能获取加载后仪器整体的竖向位移。

上述气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置的测试方法，根据气泡混合轻质土浇筑后分为三个阶段，第一阶段为4-8小时采用薄膜球形柱脚，第二阶段为8-24小时采用金属球形柱脚，第三阶段为24小时之后，采用锥形柱脚；测试方法包括以下步骤：

A.获得气泡混合轻质土4～8小时内表面强度：

1)针对轻质土浇筑后4～8小时内，使用薄膜球形柱脚，将加载系统仪器组装好后安装薄膜球形柱脚，分别将三个薄膜球形柱脚充气，至气压计读数皆为P₀后，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同，最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值，读出球形薄膜球形柱脚变形后所压得螺纹圈数n；

建立公式求解实际接触面积：

首先根据对称性将空间问题简化成为平面问题进行求解，由设置的同心圆刻度可直观读出接触剖面所压得螺纹圈数n，乘以间距2mm即为弧长L，在三角形平台面的侧面各设置一个与地面接触的位移计，可读出荷载作用下凹陷沉降为Δh，假设球面半径为R，该弧所对应的圆心角为α，凹陷处对应圆半径为r，建立如下方程组：

将(1)式带入(3)式可得由迭代法可计算出α,便可以此计算出R、r；

从而再将平面问题转化为空间问题，建立空间直角坐标系，进行曲面积分求解接触球面面积其中空间区域所围方程如下：

从而进行曲面积分算的接触面积A(积分曲线及坐标系见附图10)

D为积分曲面在空间直角坐标系xoy平面的投影区域；

最后由压强公式P＝mg/A，得出表面强度，式中m为最终加载重量，g为重力加速度；

B.获得气泡混合轻质土的8～24小时表面强度：

1)针对轻质土浇筑后8～24小时表面强度，采用金属球形柱脚，将加载系统仪器装配好后安装金属球形柱脚，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平并去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同，最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值；

假设金属球形柱脚半径为R，平均凹陷值记为h，设投影面半径为r，由此计算金属球形柱脚接触面积在水平面的投影面积，有如下公式：

(R-h)²+r²＝R²(1)

最后由压强公式P＝mg/[π(R²-(R-h)²)]，得出表面强度；

C.获得气泡混合轻质土的24小时以上表面强度

1)针对轻质土浇筑后24小时以上表面强度，采用锥形柱脚，将加载系统仪器装配好后安装球形柱脚，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平并去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同；最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值；

假设锥形柱脚半径为R，平均凹陷值记为h，设投影面半径为r，锥角为θ由此计算球锥形柱脚接触面积在水平面的投影面积，有如下公式：

最后由压强公式P＝mgh²/[tan(θ/2)]²，得出表面强度；

测试时对测试区域表面要求如下：

1)、要求试件表面应洁净，无压痕，并且尽可能平整；

2)、测试时试件温度要保持一致，尽量做到每次试验在同一时刻；

3)、不同阶段的试验在同一片区域进行，避免因浇筑不均匀性产生影响。

本发明未提及的技术均为现有技术。

有益效果：本发明气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法操作快捷，测试结果准确，能通过反复比对试验，并结合现场实时数据能够快速准确地获得轻质土的表面强度，从而及时确定下一层轻质土的浇筑时间；保证了轻质土的浇筑安全性和整体稳定性；还能应用到其他轻质土的表面强度检测。

附图说明

图1为本发明气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置结构示意图；

图2为本发明薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚结构示意图；

图3为图1俯视结构示意图；

图4为薄膜球形柱脚与支柱连接示意图；

图5为锥形柱脚椎角度数示意图；

图6为薄膜球形柱脚底部球面同心圆结构示意图；

图7为薄膜球形柱脚面积计算平面示意图；

图8为金属球形柱脚面积计算平面示意图；

图9为锥形柱脚脚面积计算平面示意图；

图10为薄膜柱脚面积积分曲线坐标定义图；

图中，1为正三角形面板、2为调平螺丝、3为长水准气泡条、4为磁性表座、5为位移计，6为气压计，7为加压口，8为支柱，9为薄膜球形柱脚，10为锥形柱脚，11为金属球形柱脚，12为凹槽，13为第一分支，14为第二分支，15为通孔，16为侧板，17为加载砝码，18为连接杆，19为密封夹。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1-10所示，一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，包括加载系统、强度传递系统和数据采集系统；所述强度传递系统和数据采集系统均设在加载系统上；

加载系统为正三角形平台，正三角形平台包括正三角形面板、加载砝码、支柱、侧板、磁性表座、连接杆、调平螺丝和长水准气泡条，正三角形面板中心设有凹槽，加载砝码设在加载凹槽内，支柱、侧板、磁性表座、连接杆和长水准气泡条均为3个，支柱为中空结构，支柱上下两端均设有螺丝孔，支柱中上部侧壁设有通孔，3个支柱分别与正三角形面板三个角的底面螺纹连接；3个长水准气泡条分别设在正三角形面板上表面的三条边上；3个侧板分别设在相邻两根支柱的顶端之间，3个磁性表座分别对应设在3个侧板上；3个连接杆分别设在3个磁性表座上；调平螺丝设在正三角形面板上表面的三个角上，调平螺丝底端与支柱顶端相接；

强度传递系统包括薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚；薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚均为3个，按测试阶段分别对应设在3个支柱的底端；

薄膜球形柱脚上设有通气管，通气管一端与薄膜球形柱脚相通，另一端伸入立柱空腔内并从立柱上的通孔穿出；穿出部分叉为第一分支和第二分支，第一分支端口为气压计连接口，第二分支端口为加压口，第二分支上设有密封夹；薄膜球形柱脚由高分子材料制成，充气后为直径6cm的半球，在薄膜球形柱脚的球面底部最低点处为圆心，依次每隔2mm标记一个同心圆，并由内而外编有刻度标号；

金属球形柱脚由金属铜制成，下部为直径6cm的半球，满足受压后凹陷值的接触面最大值，上部为直径6cm、高2cm的圆柱，圆柱上部设有直径2cm的插销；

锥形柱脚为金属铜制成的倒置圆锥结构，下部锥角为30°、上部直径为6cm，圆锥上部设有直径6cm、高2cm的圆柱，圆柱上部设有直径2cm的插销。

数据采集系统包括3个气压计和3个位移计；每个气压计分别与3个薄膜球形柱脚上的气压计连接口相接；3个位移计分别与3个连接杆相接。

上述气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置的测试方法，根据气泡混合轻质土浇筑后分为三个阶段，第一阶段为4-8小时采用薄膜球形柱脚，第二阶段为8-24小时采用金属球形柱脚，第三阶段为24小时之后，采用锥形柱脚；测试方法包括以下步骤：

A.获得气泡混合轻质土4～8小时内表面强度：

1)针对轻质土浇筑后4～8小时内，使用薄膜球形柱脚，将加载系统仪器组装好后安装薄膜球形柱脚，分别将三个薄膜球形柱脚充气，至气压计读数皆为P₀后，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同，最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值，读出球形薄膜球形柱脚变形后所压得螺纹圈数n；

建立公式求解实际接触面积：

首先根据对称性将空间问题简化成为平面问题进行求解，由设置的同心圆刻度可直观读出接触剖面所压得螺纹圈数n，乘以间距2mm即为弧长L，在三角形平台面的侧面各设置一个与地面接触的位移计，可读出荷载作用下凹陷沉降为Δh，假设球面半径为R，该弧所对应的圆心角为α，凹陷处对应圆半径为r，建立如下方程组：

将(1)式带入(3)式可得由迭代法可计算出α,便可以此计算出R、r；

从而再将平面问题转化为空间问题，建立空间直角坐标系，进行曲面积分求解接触球面面积其中空间区域所围方程如下：

从而进行曲面积分算的接触面积A(积分曲线及坐标系见附图10)

D为积分曲面在空间直角坐标系xoy平面的投影区域；

最后由压强公式P＝mg/A，得出表面强度，式中m为最终加载重量，g为重力加速度；

B.获得气泡混合轻质土的8～24小时表面强度：

1)针对轻质土浇筑后8～24小时表面强度，采用金属球形柱脚，将加载系统仪器装配好后安装金属球形柱脚，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平并去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同，最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值；

假设金属球形柱脚半径为R，平均凹陷值记为h，设投影面半径为r，由此计算金属球形柱脚接触面积在水平面的投影面积，有如下公式：

(R-h)²+r²＝R²(1)

最后由压强公式P＝mg/[π(R²-(R-h)²)]，得出表面强度；

C.获得气泡混合轻质土的24小时以上表面强度：

1)针对轻质土浇筑后24小时以上表面强度，采用锥形柱脚，将加载系统仪器装配好后安装球形柱脚，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平并去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同；最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值；

假设锥形柱脚半径为R，平均凹陷值记为h，设投影面半径为r，锥角为θ由此计算球锥形柱脚接触面积在水平面的投影面积，有如下公式：

最后由压强公式P＝mgh²/[tan(θ/2)]²，得出表面强度；

测试时对测试区域表面要求如下：

1)、要求试件表面应洁净，无压痕，并且尽可能平整；

2)、测试时试件温度要保持一致，尽量做到每次试验在同一时刻；

3)、不同阶段的试验在同一片区域进行，避免因浇筑不均匀性产生影响。

本发明气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置运用加载系统在轻质土表面进行分级加载，通过强度传递系统和现场数据采集系统读取记录竖向位移或气压计读数，通过数据处理与理论计算，获得轻质土浇筑期表面强度。

本发明气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置及测试方法操作快捷，测试结果准确，能通过反复比对试验，并结合现场实时数据能够快速准确地获得轻质土的表面强度，从而及时确定下一层轻质土的浇筑时间；保证了轻质土的浇筑安全性和整体稳定性；还能应用到其他轻质土的表面强度检测。

实施例：

1、浇筑4～8小时采用薄膜球形柱脚：

假设仪器自身重量为15kg，在上部放置重5kg的砝码，取g＝10N/kg，测得Δh₁＝0.25cm,Δh₂＝0.28cm,Δh₃＝0.28cm,∑Δh_i＝0.27cm薄膜柱脚圈数为5圈，即L＝1.0cm。

由式(1)(2)(3)计算得α＝π/6，R＝2cm，r＝1cm

即空间曲面为

由曲面积分可知

即该时刻表面强度为200kPa。

2、浇筑8～24h采用金属球形柱脚：

假设仪器自重15kg，上部荷载20kg，则总荷载35kg，测得最终凹陷值为0.11cm，则r＝0.8cm，A＝2cm²，三各柱脚一共6cm²，则

测得该时刻表面强度为583.3kPa。

3、浇筑24h后采用锥形柱脚：

假设仪器自重15kg，上部荷载20kg，则总荷载35kg，测得最终凹陷值为0.17cm，则A＝1.25cm²，三各柱脚一共3.75cm²，则

测得该时刻表面强度为933.3kPa。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对各设施位置进行调整，这些调整也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：包括加载系统、强度传递系统和数据采集系统；所述强度传递系统和数据采集系统均设在加载系统上；

所述加载系统为正三角形平台，正三角形平台包括正三角形面板、加载砝码、支柱、侧板、磁性表座、连接杆、调平螺丝和长水准气泡条，正三角形面板中心设有凹槽，加载砝码设在加载凹槽内，支柱、侧板、磁性表座、连接杆和长水准气泡条均为3个，支柱为中空结构，支柱上下两端均设有螺丝孔，支柱中上部侧壁设有通孔，3个支柱分别与正三角形面板三个角的底面螺纹连接；3个长水准气泡条分别设在正三角形面板上表面的三条边上；3个侧板分别设在相邻两根支柱的顶端之间，3个磁性表座分别对应设在3个侧板上；3个连接杆分别设在3个磁性表座上；调平螺丝设在正三角形面板上表面的三个角上，调平螺丝底端与支柱顶端相接。

2.如权利要求1所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：所述强度传递系统包括薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚；薄膜球形柱脚、金属球形柱脚和锥形柱脚均为3个，按测试阶段分别对应设在3个支柱的底端。

3.如权利要求2所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：所述薄膜球形柱脚上设有通气管，通气管一端与薄膜球形柱脚相通，另一端伸入立柱空腔内并从立柱上的通孔穿出；穿出部分叉为第一分支和第二分支，第一分支端口为气压计连接口，第二分支端口为加压口，第二分支上设有密封夹；薄膜球形柱脚由高分子材料制成，充气后为直径6cm的半球，在薄膜球形柱脚的球面底部最低点处为圆心，依次每隔2mm标记一个同心圆，并由内而外编有刻度标号。

4.如权利要求3所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：所述数据采集系统包括3个气压计；每个气压计分别与3个薄膜球形柱脚上的气压计连接口相接。

5.如权利要求2所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：所述金属球形柱脚由金属铜制成，下部为直径6cm的半球，满足受压后凹陷值的接触面最大值，上部为直径6cm、高2cm的圆柱，圆柱上部设有直径2cm的插销。

6.如权利要求2所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：所述锥形柱脚为金属铜制成的倒置圆锥结构，下部锥角为30°、上部直径为6cm，圆锥上部设有直径6cm、高2cm的圆柱，圆柱上部设有直径2cm的插销。

7.如权利要求1-6任意一项所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置，其特征在于：所述数据采集系统还包括位移计；所述位移计为3个，分别与3个连接杆相接。

8.权利要求1-7任意一项所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置的测试方法，其特征在于：根据气泡混合轻质土浇筑后分为三个阶段，第一阶段为4-8小时采用薄膜球形柱脚，第二阶段为8-24小时采用金属球形柱脚，第三阶段为24小时之后，采用锥形柱脚；测试方法包括以下步骤：

A.获得气泡混合轻质土4～8小时内表面强度：

1)针对轻质土浇筑后4～8小时内，使用薄膜球形柱脚，将加载系统仪器组装好后安装薄膜球形柱脚，分别将三个薄膜球形柱脚充气，至气压计读数皆为P₀后，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同，最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值，读出球形薄膜球形柱脚变形后所压得螺纹圈数n；

建立公式求解实际接触面积：

首先根据对称性将空间问题简化成为平面问题进行求解，由设置的同心圆刻度可直观读出接触剖面所压得螺纹圈数n，乘以间距2mm即为弧长L，在三角形平台面的侧面各设置一个与地面接触的位移计，可读出荷载作用下凹陷沉降为Δh，假设球面半径为R，该弧所对应的圆心角为α，凹陷处对应圆半径为r，建立如下方程组：

将(1)式带入(3)式可得由迭代法可计算出α,便可以此计算出R、r；

R＝L/α

从而再将平面问题转化为空间问题，建立空间直角坐标系，进行曲面积分求解接触球面面积其中空间区域所围方程如下：

从而进行曲面积分算的接触面积A

D为积分曲面在xoy平面的投影区域；

最后由压强公式P＝mg/A，得出表面强度，式中m为最终加载重量，g为重力加速度；

B.获得气泡混合轻质土的8～24小时表面强度：

1)针对轻质土浇筑后8～24小时表面强度，采用金属球形柱脚，将加载系统仪器装配好后安装金属球形柱脚，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平并去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同，最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值；

假设金属球形柱脚半径为R，平均凹陷值记为h，设投影面半径为r，由此计算金属球形柱脚接触面积在水平面的投影面积，有如下公式：

最后由压强公式P＝mg/[π(R²-(R-h)²)]，得出表面强度；

C.获得气泡混合轻质土的24小时以上表面强度：

1)针对轻质土浇筑后24小时以上表面强度，采用锥形柱脚，将加载系统仪器装配好后安装球形柱脚，置于水平面，利用长水准气泡条和调平螺丝调平并去除装配误差后，放置于轻质土表面；

2)加载时分多级加载，每次静置时间相同；最后一次加载至最终加载重量m后停止加载并静置，记录三边的凹陷值Δh₁、Δh₂、Δh₃，取各凹陷值之和∑Δh_i，并求平均值；

假设锥形柱脚半径为R，平均凹陷值记为h，设投影面半径为r，锥角为θ由此计算球锥形柱脚接触面积在水平面的投影面积，有如下公式：

最后由压强公式P＝mgh²/[tan(θ/2)]²，得出表面强度。

9.如权利要求8所述的气泡混合轻质土浇筑期表面强度测定装置的测试方法，其特征在于：测试时对测试区域表面要求如下：

1)、要求试件表面应洁净，无压痕，并且尽可能平整；

2)、测试时试件温度要保持一致，尽量做到每次试验在同一时刻；

3)、不同阶段的试验在同一片区域进行，避免因浇筑不均匀性产生影响。