CN217132125U - 一种利用液体水平高程变化的位移测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用液体水平高程变化的环形位移测试装置,属于土木工程领域。一种利用液体水平高程变化的位移测试装置,包括竖管、U形套管、高程腔和高度变化监测结构;竖管包括竖管A、竖管B,二者均与上段桩固定,且沿桩的长度方向设置;U形套管用于连通竖管A、竖管B,其与下段桩固定,两端分别与竖管A、竖管B的底端插接,且插接部分的长度大于荷载箱的位移高度;高程腔通过水平管与竖管A、竖管B连通;高度变化监测结构用于监测高程腔内的液体高度变化,从而得出荷载箱的位移变化值。本实用新型具有如下优点:1、能够精确采集位移数据,可靠性高;2、竖管在U形套管内,能够防止套管外液体渗进套管内,同时又能确保竖向管自由上下移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用液体水平高程变化的环形位移测试装置,属于土木工程领域。
背景技术
自平衡检测有关位移测试的装置如位移杆,位移丝不能确保垂直安装,因此其测试精度往往不具备位移数据精确采集的可靠性。严重影响了基桩静载自平衡测试的精度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够精确采集位移数据的利用液体水平高程变化的位移测试装置。
为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种利用液体水平高程变化的位移测试装置,包括竖管、U形套管、高程腔和高度变化监测结构;竖管包括竖管A、竖管B,二者均与上段桩固定,且沿桩的长度方向设置;U形套管用于连通竖管A、竖管B,其与下段桩固定,两端分别与竖管A、竖管B的底端插接,且插接部分的长度大于荷载箱的位移高度;高程腔通过水平管与竖管A、竖管B连通;高度变化监测结构用于监测高程腔内的液体高度变化,从而得出荷载箱的位移变化值。
优选的,竖管A作为进液管,其顶端高于或平齐于高程腔的顶端;竖管B 的顶端通过水平管与高程腔连通。
优选的,竖管A作为进液管,在进液管与高程腔间的水平管上安装有截止阀,当注液时,截止阀用于防止液体通过水平管走入其他管道。
优选的,高度变化监测结构包括位移传感器和光靶,位移传感器安装在基准梁上,且位于高程腔的正上方;光靶放置在高程腔内液体水平面上。
优选的,竖管A、竖管B对称分布。
优选的,竖管A、竖管B设置于荷载箱缸体、活塞形成位移处。
优选的,竖管A、竖管B、U形套管及高程腔均为内径规则的几何体。
优选的,竖管的数量至少为两根。
优选的,高程腔同时作为排气管。
设计原理:根据帕斯卡定律,液体在常温常压下不可压缩性,液体不受容器的影响其形体随容器腔体内形状而变化,尤其重要的是液体受地心引力的作用下,其水平面高程永远保持一个标高。
与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:
1、能够精确采集位移数据,可靠性高;
2、竖管在U形套管内,能够防止套管外液体渗进套管内,同时又能确保竖向管自由上下移动。
附图说明
图1是本实用新型实施例结构示意图;
图2是本实用新型实施例剖视图(注液前);
图3是本实用新型实施例状态图((1)为注液后、(2)为荷载箱测试位移后);
图1-3中,1、测试腔;2、竖管;3、U形套管;4、截止阀;5、基准梁;6、激光位移传感器;7、测试靶;8、上段桩;9、下段桩。
具体实施方式
需要说明的是,术语“水平”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图1-3对本实用新型做进一步详述:一种利用液体水平高程变化的位移测试装置,包括多根竖管2、U形套管3、测试腔1(高程腔)和高度变化监测结构;竖管2与上段桩8固定,且沿桩的长度方向设置于荷载箱缸体、活塞形成位移处;U形套管3用于连通多根竖管2,其与下段桩9固定;多根竖管 2的底端插入U形套管3内,且插接部分的长度大于荷载箱的位移高度;测试腔 1通过水平管与多根竖管2连通;高度变化监测结构用于监测测试腔1内的液体高度变化,从而得出荷载箱的位移变化值。
如图1所示,本实施例中的竖管2为四根,两两对称设置,即竖管A、竖管 B、竖管C、竖管D,且其中一根竖管(竖管A)作为进液管,其顶端与测试腔 1的顶端平齐;在本实施例中,水平管为十字结构,即测试腔1位于水平管的十字中心,对称设立的竖管间连通水平管。在注液时,为防止液体通过水平管走入其他管(而不是通过下面的U形套管)导致竖管内有气体,在进液管与测试腔1 之间的水平管上安装截止阀4。
如图2-3所示,在本实施例中,高度变化监测结构包括激光位移传感器6和测试靶7(光靶),激光位移传感器6安装在基准梁5下方,且位于测试腔1的正上方,测试靶7放置在测试腔1内液体水平面上。如图2所示,注液前,竖管 2插入U形套管3内,其插接端采用密封件密封,防止U形套管外液体渗进套管内,同时确保竖管2可在U形套管3内自由上下移动;如图3所示,注液后,竖管2、U形套管3、测试腔1内注满液体,同时,测试腔1内的液体与竖管2 (进液管)内液面同高;当荷载箱测试位移后,即荷载箱的缸体、活塞相对移动后,U形套管3随之向下移动,使得竖管2与U形套管3间的内部空间增大,则竖管2、U形套管3、测试腔1内液体发生位移变化,当液面测试靶7随高程变化时,激光位移传感器6能精确的测试出其高程变化。
作为本实施例的优选实施方式,竖管2、U形套管3及测试腔1均为内径规则的几何体,例如:本实施例中的圆柱体。同时,测试腔也可以作为排气管,以确保该位移测试装置在注入液体时将内部气体有效排出,保证U形套管3及竖管2内均为液体。
设计原理:根据帕斯卡定律,液体在常温常压下不可压缩性,液体不受容器的影响其形体随容器腔体内形状而变化,尤其重要的是液体受地心引力的作用下,其水平面高程永远保持一个标高。
如图2-3所示,具体设计原理如下:
(1)测试腔1内液体体积变化为:
(2)假设荷载箱内有n根竖管,竖管2中液体体积变化为:
竖管中液体体积变化总量为:
(3)测试腔1中的液体体积变化量和竖管2中液体体积变化总量相等
上述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式,不构成对本实用新型的限制。实施例中的高度变化监测结构还可以采用其他结构,例如,测试腔采用透明材料,在测试腔的腔壁上设置刻度线,液体高程变化可以通过读取刻度线数值得出。本领域普通技术人员在不脱离本实用新型原理的基础上所做的任何引申、变形、等同替换等均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:包括竖管、U形套管、高程腔和高度变化监测结构;竖管包括竖管A、竖管B,二者均与上段桩固定,且沿桩的长度方向设置;U形套管用于连通竖管A、竖管B,U形套管与下段桩固定,两端分别与竖管A、竖管B的底端插接,且插接部分的长度大于荷载箱的位移高度;高程腔通过水平管与竖管A、竖管B连通;高度变化监测结构用于监测高程腔内的液体高度变化,从而得出荷载箱的位移变化值。
2.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:竖管A作为进液管,其顶端高于或平齐于高程腔的顶端;竖管B的顶端通过水平管与高程腔连通。
3.根据权利要求1或2所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:竖管A作为进液管,在进液管与高程腔间的水平管上安装有截止阀,当注液时,截止阀用于防止液体通过水平管走入其他管道。
4.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:高度变化监测结构包括位移传感器和光靶,位移传感器安装在基准梁上,且位于高程腔的正上方;光靶放置在高程腔内液体水平面上。
5.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:竖管A、竖管B对称分布。
6.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:竖管A、竖管B设置于荷载箱缸体、活塞形成位移处。
7.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:竖管A、竖管B、U形套管及高程腔均为内径规则的几何体。
8.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:竖管的数量至少为两根。
9.根据权利要求1所述的利用液体水平高程变化的位移测试装置,其特征在于:高程腔同时作为排气管。
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