CN110886280B - 一种冻胀压力盒固定装置及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冻胀压力盒的固定装置及加工方法，适用于岩土工程领域中使用。包括圆管，围绕圆管顶端圆周设有一圈锯齿，圆管的内部设有用以固定土压力盒的土压力盒固定槽，圆管内部土压力盒固定槽的后方填充有环氧树脂，圆管尾端外侧设有伞撑结构，伞撑结构与圆管之间填充有环形囊袋，所述伞撑结构包括多块长方形曲面能发生弹性变形的钢片，多块钢片之间相互重叠构成管状结构包裹在环形囊袋外侧，每块钢片与圆管之间均设置有弹簧。其结构简单，使用效果好，固定稳定且不会漏水。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定装置加工方法，尤其适用于岩土工程领域中使用的冻胀压力盒固定装置及加工方法。
背景技术
现阶段，岩土工程领域里尤其是冻结法凿井技术方面，常常需要利用土压力盒测量土体的土压力，一般地，使用土压力盒测量处于软土地层土的土压力时，土压力盒一般被固定在一个圆钢管内，压力盒随圆钢管穿过井壁与井壁后的土体接触，圆钢管前后通透，土压力盒能够直接与土体接触，但井壁背后的土体中的一部分水会沿着井壁上的孔洞缝隙中流出，并且，土压力盒是预先被固定在圆钢管内再随着圆钢管安装在土体里的，圆钢管极易沿井壁上的孔洞后退脱落，从而导致土压力盒不能很好地测量土体数据。
发明内容
针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，使用效果好的冻胀压力盒固定装置及加工方法。
本发明的目的是为实现上述技术目的，本发明的一种冻胀压力盒的固定装置，冻胀压力盒的固定装置，包括圆管，围绕圆管顶端圆周设有一圈锯齿，圆管的内部设有用以固定土压力盒的土压力盒固定槽，圆管内部土压力盒固定槽的后方填充有环氧树脂，圆管尾端外侧设有伞撑结构，伞撑结构与圆管之间填充有环形囊袋，所述伞撑结构包括多块长方形曲面能发生弹性变形的钢片，多块钢片之间相互重叠构成管状结构包裹在环形囊袋外侧，每块钢片与圆管之间均设置有弹簧。
所述的伞撑结构中每块钢片为压制出与圆管贴合的曲面结构的钢片，每相邻两块钢片的长边两侧相互搭接，最终围成一个伞撑结构，每块钢片的顶端与圆管侧壁焊接，伞撑结构的位置位于环向树脂的下端，焊接完钢片后，在伞撑结构内部安装弹簧，当没有外部压力时钢片(4)在弹簧的作用下形变张开。
每根弹簧的俩端垂直连接于圆管的外表面和每块钢片内表面，伞撑结构受到弹簧内部的弹力作用，在钢片弹性变形限度内，相邻钢片搭接部分的叠合面积变小，钢片之间滑动扩张，伞撑结构尾端径向圆的直径变大，伞撑结构扩张，使用时，当圆管正穿过预先在混凝土井壁钻好的孔洞时，弹簧受到挤压，伞撑结构收缩，当整个装置穿过混凝土井壁后，在井壁背后的软土中，伞撑结构又可以张开，这时，整个装置就固定在了井壁背后的土体中。
所述的环形囊袋套在圆钢管上，在伞撑结构内部。环形囊袋内填充有遇水膨胀性水泥，具有遇水自行膨胀的性能，起到止水的效果。
一种冻胀压力盒的固定装置的加工方法，其步骤为：
a在圆管的顶端圆周上焊接一圈锯齿；
b在锯齿的下端的圆管内部焊接土压力盒固定槽，在土压力盒固定槽内安装土压力盒；
c在圆钢管内部的土压力盒固定槽下方填充环氧树脂，土压力盒的接线穿过土压力盒固定槽通过树脂引出；
d位于环氧树脂的下端，将组成伞撑结构围绕一圈的多块钢片的顶端焊接在圆管外表面上，焊接时，每块曲面钢片与钢管外表面是平行的。
e在圆管与伞撑结构之间设置填充有遇水膨胀性混凝土的环形囊袋；
f将多个弹簧的一端焊接圆管的外表面，另一端焊接组成伞撑结构的每块钢片内侧，完成加工，弹簧的位置位于环形囊袋的下端。
有益效果：钢管顶端的锯齿有助于整个装置伸入土层；圆管内填充的树脂可以阻止土体中的水沿着圆钢管内部向外流出；伞撑结构扩张抵在墙壁上，隔绝了土体中的水沿着孔洞缝隙流出，伞撑结构内部增加的遇水膨胀性水泥防水材料进一步起到了防水的作用；安装后回拉时，伞撑结构抵抗整个装置沿着墙壁上的孔洞向墙体外移动，整个装置被牢牢地固定在土体中，增加装置的稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的一种冻胀压力盒的固定装置示意图；
图2为伞撑结构及其内部俯瞰剖面示意图；
图3为伞撑结构及其内部径向示意图；
图4为伞撑结构扩张过程俯瞰剖面示意图。
图中：1、锯齿，2、土压力盒固定槽，3、环向树脂，4、钢片，5、环形囊袋，6、弹簧，7、圆管
具体实施方式
以下结合附图和具体实施实例对本发明做进一步说明：
如附图1所示，是本发明的冻胀压力盒的固定装置，该图也体现了该装置穿过混凝土井壁后的状态，井壁一侧为冻土体，穿过混凝土井壁后圆管7的尾端有一部分在井壁洞口外侧；该固定装置是在一根圆钢管7顶端焊接一圈锯齿1，锯齿的环向直径与圆钢管的外圈直径相同；锯齿1下方圆钢管内部焊接一圈带有底板的环形钢板，环形钢板的直径与圆钢管的内圈直径相等，作为土压力盒的固定槽2；固定槽2下方充填具有防水性质的环向树脂3，压力盒接线穿过其下方的树脂3被引出。
具体的包括圆管7，围绕圆管7顶端圆周设有一圈锯齿，圆管7的内部设有用以固定土压力盒的土压力盒固定槽2，圆管7内部土压力盒固定槽2的后方填充有环氧树脂3，圆管7尾端外侧设有伞撑结构，伞撑结构与圆管7之间填充有环形囊袋5，环形囊袋5内填充有遇水膨胀性水泥，具有遇水自行膨胀的性能，起到止水的效果；所述伞撑结构包括多块长方形曲面能发生弹性变形的钢片4，多块钢片4之间相互重叠构成管状结构包裹在环形囊袋5外侧，每块钢片4与圆管7之间均设置有弹簧6。
如图2和图3所示，所述的伞撑结构中每块钢片4为压制出与圆管7贴合的曲面结构的钢片4，每相邻两块钢片4的长边两侧相互搭接，最终围成一个伞撑结构，每块钢片4的顶端与圆管7侧壁焊接，伞撑结构的位置位于环氧树脂的下端，焊接完钢片4后，在伞撑结构内部安装弹簧6，当没有外部压力时钢片(4)在弹簧6的作用下形变张开。
如图4所示，每根弹簧6的俩端垂直连接于圆管7的外表面和每块钢片4内表面，伞撑结构受到弹簧6内部，的弹力作用，在钢片4弹性变形限度内，相邻钢片4搭接部分的叠合面积变小，钢片4之间滑动扩张，伞撑结构尾端径向圆的直径变大，伞撑结构扩张，使用时，当圆管7正穿过预先在混凝土井壁钻好的孔洞时，弹簧受到挤压，伞撑结构收缩，当整个装置穿过混凝土井壁后，在井壁背后的软土中，伞撑结构又可以张开，这时，整个装置就固定在了井壁背后的土体中。所示为使用阶段伞撑结构扩张过程俯瞰剖面示意图，描述了伞撑结构扩张过程中相邻俩块钢片发生的相对位移，在图中，虚实线表示了相邻俩块钢片搭接的透视关系，可以看出，在扩张过程中，伞撑结构受到内部弹簧6的弹力作用，从上至下，钢片4的搭接宽度在不断减小，相邻俩块钢片4搭接程度变小，以此来实现结构的扩张。
一种冻胀压力盒的固定装置的加工方法，其步骤为：
a在圆管7的顶端圆周上焊接一圈锯齿1；
b在锯齿1的下端的圆管7内部焊接土压力盒固定槽2，在土压力盒固定槽2内安装土压力盒；
c在圆钢管内部的土压力盒固定槽2下方填充环氧树脂3，土压力盒的接线穿过土压力盒固定槽通过树脂引出；
d位于环氧树脂3的下端，将组成伞撑结构围绕一圈的多块钢片4的顶端焊接在圆管7外表面上，焊接时，每块曲面钢片4与钢管5外表面是平行的。
e在圆管7与伞撑结构之间设置填充有遇水膨胀性混凝土的环形囊袋5；
f将多个弹簧6的一端焊接圆管7的外表面，另一端焊接组成伞撑结构的每块钢片4内侧，完成加工，弹簧6的位置位于环形囊袋6的下端。
当装置正穿过混凝土井壁时，弹簧6被压缩，当装置穿过墙壁后，伞撑结构受到内部弹簧6的弹力作用后自动撑开，自动撑开后的一圈钢片4尾端抵在墙面上，形成一个密闭的环境，在几何上，撑开后叠合的钢片形成类似于一个圆台的侧面，该面能有效地阻止土体中的水沿着井壁上的孔洞缝隙向外渗流，起到止水的效果，另外，由于张开后的伞撑结构直径大于孔洞直径，装置不能实现后退，回拉时整个装置被牢牢地固定在冻土体中。
本发明提供的一种冻胀压力盒的固定装置，可以有效地解决土体中的水随着墙体孔洞渗漏的问题，并且，该装置能够将土压力盒很好地固定在土体中，便于冻胀土体数据的测量。
Claims (2)
1.一种冻胀压力盒的固定装置，其特征在于：它包括圆管（7），围绕圆管（7）顶端圆周设有一圈锯齿，圆管（7）的内部设有用以固定土压力盒的土压力盒固定槽（2），圆管（7）内部土压力盒固定槽（2）的后方填充有环氧树脂（3），圆管（7）尾端外侧设有伞撑结构，伞撑结构与圆管（7）之间填充有环形囊袋（5），环形囊袋（5）中设有封孔剂；所述伞撑结构包括多块长方形曲面能发生弹性变形的钢片（4），多块钢片（4）之间相互重叠构成管状结构包裹在环形囊袋（5）外侧，每块钢片（4）与圆管（7）之间均设置有弹簧（6）；
所述的伞撑结构中每块钢片（4）为压制出与圆管（7）贴合的曲面结构的钢片（4），每相邻两块钢片（4）的长边两侧相互搭接，最终围成一个伞撑结构，每块钢片（4）的顶端与圆管（7）侧壁焊接，伞撑结构的位置位于环向树脂的下端，焊接完钢片（4）后，在伞撑结构内部安装弹簧（6），当没有外部压力时钢片(4)在弹簧（6）的作用下形变张开；
每根弹簧（6）的俩端垂直连接于圆管（7）的外表面和每块钢片（4）内表面，伞撑结构受到弹簧（6）内部的弹力作用，在钢片（4）弹性变形限度内，相邻钢片（4）搭接部分的叠合面积变小，钢片（4）之间滑动扩张，伞撑结构尾端径向圆的直径变大，伞撑结构扩张，使用时，当圆管（7）正穿过预先在混凝土井壁钻好的孔洞时，弹簧受到挤压，伞撑结构收缩，当整个装置穿过混凝土井壁后，在井壁背后的软土中，伞撑结构张开，这时，整个装置就固定在了井壁背后的土体中；
所述的环形囊袋（5）套在圆管（7）上，环形囊袋（5）内填充有遇水膨胀性水泥，具有遇水自行膨胀的性能，起到止水的效果。
2.一种权利要求1所述的冻胀压力盒的固定装置的加工方法，其特征在于步骤为：
a在圆管（7）的顶端圆周上焊接一圈锯齿（1）；
b 在锯齿（1）的下端的圆管（7）内部焊接土压力盒固定槽（2），在土压力盒固定槽（2）内安装土压力盒；
c 在圆管（7）内部的土压力盒固定槽（2）下方填充环氧树脂（3），土压力盒的接线穿过土压力盒固定槽通过树脂引出；
d 位于环氧树脂（3）的下端，将组成伞撑结构围绕一圈的多块钢片（4）的顶端焊接在圆管（7）外表面上；
e 在圆管（7）与伞撑结构之间设置填充有遇水膨胀性混凝土的环形囊袋（5）；
f 将多个弹簧（6）的一端焊接圆管（7）的外表面，另一端焊接组成伞撑结构的每块钢片（4）内侧，完成加工，弹簧（6）的位置位于环形囊袋（5）的下端。
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