CN205246208U - 一种在土层上固定爆破测振传感器的装置 - Google Patents

Abstract

一种在土层上固定爆破测振传感器的装置。主要用于在软弱土层上快速固定爆破振动监测传感器。结构上由四个部分组成，第一部分为基板，用于粘贴传感器，基板上有水准泡和指南针，用于确定方向和水平度；第二部分为镂空钢管，与基板连接，用于支撑固定基板；第三部分为可分离式弹头，安装在镂空钢管端部，可以和钢管分离，在钎杆的冲击下向土层内楔入形成圆柱形桩井，直至岩土持力层；第四部分为现浇圆柱形刚性桩体，待桩井形成后，迅速将充填材料从钢管口注入桩井内，直到基板位置，待充填材料硬化后便成为刚性桩体，作用是连接岩土底部持力层和地表基板，使基板和岩土持力层耦合为一体同步振动，充填材料选用速硬水泥。

Description

一种在土层上固定爆破测振传感器的装置

技术领域

本实用新型用于工程爆破中，在土层上固定爆破振动监测传感器。

背景技术

在爆破工程中，出于对爆破设计方案的优化、对环境的影响评估、科学研究等目的，以及《爆破安全规程》GB6722-2014的要求，需要用测振仪对工程爆破产生的地振动进行监测，具体监测方法是利用传感器拾取测点振动信号，然后记录到测振仪存储器中。对传感器固定的要求是必须和测点处岩土持力层耦合为一体，当振动波传到测点时传感器与测点处岩土持力层发生共同运动，这样才能监测到真实的振动数据。另外，由于爆破周围环境对于监测人员往往都是陌生的，爆破前留给监测人员勘查、布点、安放测振仪的时间又非常紧迫，所以要求测振仪和传感器的安放固定必须快速，保证在爆破清场前的几十分钟内完成所有准备工作。对于爆破区域周围环境为软弱的覆土层时，利用测振仪监测爆破地振时固定传感器的方法一般有两种，第一种是在软弱土层(即具有弹性、塑性、弹塑性等特性的材料)上，使用安装在传感器上的驻脚（长7cm左右的实心锥体或者柱体）插入岩土内，依靠驻脚表面与岩土的摩擦力F来固定传感器，这种方法现场应用的较多；第二种方法是使用中国专利ZL2015204550087的装置利用管内可伸缩的柱齿的横向阻力和摩擦力F来固定传感器。对于第一种方法，能够固定传感器在x、y向的位置，但是，在测点振动的过程中，当土层较松、摩擦力F小于传感器的动态惯性力时，驻脚与岩土就会沿z向发生相对滑动，即传感器与测点脱离，最终导致所监测的爆破地振数据不准确。对于第二种方法，当柱脚的长度小于土层的厚度时，柱脚达不到持力层（坚硬岩土层）的部位、传感器只能敷在土层上面，在测点振动的过程中，土层会发生弹塑性变形并吸收振动能量，导致传感器和持力层质点运动不同步。可见，上述两种方法在较松土层、非平面、深度多变的土层中都达不到耦合固定测振传感器的要求，从而监测不到真实的振动数据。

发明内容

为了克服现有技术的不足，满足在爆破前快速安放固定测振仪的要求，本实用新型提供一种装置，能够在现场较松的土层、非平面、厚度不确定（变化）的土层中快速固定传感器，使传感器和测点处岩土持力层耦合为一体。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：结构上由四个部分组成，第一部分为基板，材料为铝板，用于粘贴传感器，基板上有水准泡和指南针，用于确定方向和水平度；第二部分为镂空钢管，钢管镂空，可以增大与充填材料的结合牢固程度，钢管与基板连接，插入土层后与充填材料结合为一体，用于支撑固定基板；第三部分为可分离式弹头，形状为圆锥柱形，安装在镂空钢管端部，可以和钢管分离，直径大于钢管直径，作用是在钎杆的冲击下向土层内楔入形成圆柱形小桩井，能适用不同深度的土层直至岩土持力层；第四部分为现浇刚性桩体，当可分离式弹头到达持力层形成桩井后，迅速将充填材料从钢管口注入桩井内，直到基板位置，待充填材料硬化后便成为圆柱形刚性桩体，主要作用是连接岩土底部持力层和地表基板，使基板和岩土持力层耦合为一体能够同步振动，桩体材料选用速硬水泥，能够在较短时间内达到硬化强度，满足现场安放传感器对快速性的要求。原理上这四个部分的组合相当于建立一个微型的桥台，第一部分解决了现场在软土上无法粘贴传感器、以及确定方向和水平度不便的问题，第二部分将钢管做成镂空，一方面有利于充填材料，另一方面加大与充填材料的结合牢固程度，第三部分可分离式弹头打破了常规柱脚“头身一体”的固定结构模式，配合第四部分现浇刚性桩体，在功能上突破了受常规柱脚长度固定的限制，软土层有多厚，弹头就可以打入多深，桩体就可以做多深，直至持力层，达到在不同土层厚度条件下固定传感器的目的，同时也克服了非平面固定传感器的难题，实现了只用一套装置就能够在现场厚度不确定（任意变化）、非平面、软弱的土层上将传感器和持力层耦合为一体。

本实用新型的有益效果是，可以在厚度不确定、非平面、软弱的土层(即具有弹性、塑性、弹塑性等特性的材料)上，将传感器和测点处岩土持力层快速地耦合为一体，适用性好，效率高，结构简单，操作方便，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成示意图。

图2基板示意图，尺寸为18cm×12cm。

图3是镂空钢管示意图，镂空钢管高9cm，上部螺纹高0.8cm。

图4是可分离式弹头结构示意图，可分离式弹头锥高2cm，短柱高1cm，缩颈高0.5cm，缩颈外径和钢管内径相等，榫高0.8cm，外径0.5cm。

图5是钎杆示意图，直径小于钢管内径，长度根据需要可通过接口可加长，一端卯眼直径为0.5cm，深0.8cm。

图中1.基板，2.镂空钢管，3.可分离式弹头，4.现浇圆柱形刚性桩体，5.水准泡，6.指南针，7.钢管接口，8.螺纹，9.镂空，10.榫头，11.缩颈，12.短柱，13.锥头，14.卯眼，15.钎杆接口，16.钎尾。

具体实施方式

准备工作，用铁锹除去测点处的杂物、浮土等。根据现场条件，对于安放面较平坦的情况，操作方法是，第一步先将传感器用黄甘油粘贴在基板（1）上，第二步将两只镂空钢管（2）螺纹端分别拧入基板（1）的两个钢管接口（7），第三步将可分离式弹头（3）插入镂空钢管（2）另一端，第四步参照指南针（6）的指向按照监测方向将镂空钢管（2）插入土体中，第五步使用钎杆从钢管内冲击可分离式弹头（3），使其与钢管分离并向下楔进直至持力层（根据土层厚度，可以续接钎杆，以适应不同厚度的土层），两个桩井的深度根据与持力层距离大小存在不等的情况，此步骤完成后形成两个圆柱形桩井，第六步将速硬水泥与水按比例搅拌后迅速从钢管口注入，水泥应从桩井底部充填至基板（1），此时在桩井、镂空（9）、钢管内及外环向间隙直至基板充满水泥，即从持力层到基板（1）之间形成了两个现浇圆柱形刚性桩体（4），第七步参照水准泡（5）微调传感器的水平度。待10-15分钟以后，水泥硬化并微膨胀，在土体内持力层至地表形成了两个刚性桩体，将传感器与测点处持力层牢固的耦合为一体。

对于安放面具有一定坡度的情况，操作方法是，前五个步骤与第一种情况操作相同，第六步时除了桩井填满速硬水泥外，在保证基板水平的情况下用速硬水泥将基板与安放坡面之间的空间填满，后续步骤与第一种情况相同。

Claims (2)

1.一种在土层上固定爆破测振传感器的装置，由基板、镂空钢管、可分离式弹头、现浇刚性桩体构成，其特征是：采用可分离式弹头，安装在镂空钢管端部，可以和钢管分离，在钎杆的冲击下向土层内楔入形成圆柱形桩井，能适用不同深度的土层直至岩土持力层。

2.根据权利要求1所述的一种在土层上固定爆破测振传感器的装置，其特征是：采用现浇圆柱形刚性桩体，软土层有多厚，桩体就可以做多深，直至持力层。