专利名称：一种土工格栅应变测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种土工格栅应变测试装置及其测试方法，尤其适用于土木工程中格
栅的应变测试。
背景技术：
土工格栅在我国公路、铁路、市政工程、水利工程和工业建筑中作为 一种不可缺少 的建筑材料而广泛应用。它常用作加筋土结构的筋材而使用。但目前对土工格栅在工程中 的实际效果不甚明晰，其主要原因是建筑现场土工格栅的应变无法准确测试得到。如果能 得到土工格栅应变情况就可以分析格栅的实际发挥能力。 目前，土工格栅的应变主要采用电阻式应变片测试。其具体做法是在铺设的土工 格栅上贴应变片，通过测试电阻值来反映荷载作用下格栅的应变。而国内电阻式应变片测 试量程一般不超过0. 5%，当应变超过0. 5%时，所测得电阻与应变之间不呈线性关系。对 于土工格栅而言，格栅的破坏应变一般超过10%，设计时采用2%应变对应的力值。所以实 际现场测试时，这种测试方法无法测到精确的应变值，从而使土工格栅现场发挥效果无法 深刻认识。目前现场测试中，还有采用土工格栅位移计的测试方法，这种方法客服了电阻应 变片测试量程小的缺点，但它的整体结构稍较复杂，对于较多点的测试成本也较高。

发明内容
本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供了一种结构简单，制作容易，安
装简单方便，测试数据精确稳定，性能可靠的土工格栅应变测试装置及其测试方法。 本发明的土工格栅应变测试装置，它包括柔性外壳，设在柔性外壳内的柔性密封
体，柔性密封体内设有敏感元件，敏感元件上设有与数据线相连的电极，外壳的底部设有与
其相扣合的底座，底座的中部设有卡套在土工格栅上的凹槽。 本发明的土工格栅应变测试方法 a、首先在施工土工格栅的区域内间隔距离设定多个测点位置； b、然后在土工格栅铺设过程中，对定点测试位置的土工格栅表面进行打磨、清洗 处理，涂胶黏剂； c、将测试装置的凹槽卡套在土工格栅上，使处理好的土工格栅表面与敏感元件底 部黏贴； d、施工地表，将数据线引出至地面； e、用电阻测量仪器定期分别采集各测点的电阻数据值R，通过敏感元件的应变值 e与电阻变化率AR之间的函数关系式e = f ( A R)，得到各测点的土工格栅的应变值。
有益效果本发明利用导电橡胶复合材料的敏感性对格栅应变进行测试，采用的 敏感元件由导电橡胶复合材料加工而成并与电极和数据线连接，导电橡胶复合材料在大应 变范围内其电阻值与变形之间具有良好的特定关系，在进行土工格栅应变测试时，由导电 橡胶复合材料制作的敏感元件与土工格栅同步变形，通过测量敏感元件的电阻变化值计算得到土工格栅应变值。与传统的电阻式应变片量测土工格栅应变相比，本发明安装方便，操 作简单，测试装置的保护比电阻应变片传感器容易，并解决了电阻应变片量程小的问题。其 方法及结构简单，造价低，具有广泛的实用性。


图1是本发明装置的主剖面图；
图2是本发明装置的左视图； 图3是本发明装置与土工格栅安装后的主剖面图；
图4是本发明装置与土工格栅安装后的俯视图。 图中刚性外壳-l，柔性密封体_2，敏感元件_3，导电橡胶复合材料-4，电极-5， 数据线_6，底座-7，凹槽-8， 土工格栅-9。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述 如图1和图2所示，本发明的土工格栅应变测试装置，包括它包括刚性外壳1 ，刚性 外壳1内附着有柔性密封体2，柔性密封体2内含敏感元件3，敏感元件3由导电橡胶复合 材料4加工而成并和电极5及数据线6连接，刚性外壳底座7套扣于刚性外壳1的底部，刚 性外壳底座7中间设有卡套在土工格栅9上的凹槽8。刚性外壳1和刚性外壳底板8由刚 性金属或硬质塑料制成。柔性密封体2由橡胶加工而成。 本发明的土工格栅应变测试方法首先在施工土工格栅9的区域内间隔距离设定 多个测点，间隔距离一般为1米以上，然后在土工格栅9铺设过程中，对其定点测试位置的 表面进行打磨、清洗等处理，涂胶黏剂；将凹槽8露出的敏感元件3的底面与处理好的土工 格栅9表面黏贴；将数据线6引出至地面，并连接到测试仪表上；通过测试仪表定期采集电 阻数据值R，再通过敏感元件应变值e与电阻变化率AR之间的函数关系式
e = f ( AR) 式中e为敏感元件应变值；A R为敏感元件电阻变化率，A R = (R-R。) /R。， R。为 敏感元件初始电阻值。 计算得到敏感元件3的实时应变值e ，即得到，得到土工格栅9的应变情况。
敏感元件3的应变值e与电阻变化率AR之间的函数关系通过实验室的拉伸测 试得到，不同配方及工艺下加工的敏感元件3的性能将不同，如假设敏感元件3的应变值 e与其电阻变化率之间具有函数关系e = 0.0025AR，初始电阻R。 = 50Q，测量得到的 实时电阻R值为60Q，则电阻变化率AR = 0.2，则土工格栅9的实时应变值e为e = 0. 0025X0. 2 = 0. 0005，即得到了土工格栅9的应变值。 根据各测点土工格栅的应变大小情况，便可了解土工格栅实际发挥的效果，并为 以后的土工格栅垫层的设计和施工提供数据与技术支持。
权利要求
一种土工格栅应变测试装置，其特征在于它包括刚性外壳(1)，设在刚性外壳(1)内的柔性密封体(2)，柔性密封体(2)内设有敏感元件(3)，敏感元件(3)上设有与数据线(6)相连的电极(5)，刚性外壳(1)的底部设有与其相扣合的底座(7)，底座(7)的中部设有卡套在土工格栅(9)上的凹槽(8)。
2. 如权利要求l所述的土工格栅应变测试装置，其特征在于所述的敏感元件(3)由 导电橡胶复合材料(4)制成。
3. —种如权利要求1所述装置的土工格栅应变测试方法，其特征在于a、 首先在施工土工格栅(9)的区域内间隔距离设定多个测点位置；b、 然后在土工格栅(9)铺设过程中，对定点测试位置的土工格栅(9)表面进行打磨、清 洗处理，涂胶黏剂；c、 将测试装置的凹槽(8)卡套在土工格栅(9)上，使处理好的土工格栅(9)表面与敏 感元件(3)底部黏贴；d、 施工地表，将数据线(6)引出至地面；e、 用电阻测量仪器定期分别采集各测点的电阻数据值R，通过敏感元件(3)的应变值 e与电阻变化率AR之间的函数关系式e = f(AR)，得到各测点的土工格栅(9)的应变值。
全文摘要
一种土工格栅应变测试装置及其测试方法，装置包括刚性外壳、柔性密封体、敏感元件、与数据线相连的电极，外壳的侧面开有引出数据线的出线孔，外壳的底部设有与其相扣合的底座，底座的中部设有卡套在土工格栅上的凹槽。利用导电橡胶复合材料的拉敏性对土工格栅应变进行测试，测试时将敏感元件与土工格栅粘贴在一起，土工格栅变形时，敏感元件电阻值发生变化，通过测试此电阻变化便可得到土工格栅的应变。
文档编号G01B7/16GK101793020SQ20101012451
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者刘卓典, 周国庆, 周扬, 廖波, 梁恒昌, 胡坤, 陆勇, 陈国舟 申请人:中国矿业大学