能量樁測(cè)量裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能量樁測(cè)量裝置和方法，堆載裝置堆覆于加載板上表面，加載板放置于樁頂；位移傳感器固定在加載板上方；鋼筋應(yīng)力計(jì)貼覆于樁體鋼筋籠上，鋼筋應(yīng)力計(jì)與頻率儀相連接；循環(huán)導(dǎo)管同樣綁扎于樁體鋼筋籠上，并從樁側(cè)壁引出，與控溫控流量油壓水泵連接；溫度傳感器貼覆于樁體表面以及土體中，與溫度采集儀相連接。通過(guò)循環(huán)導(dǎo)管內(nèi)的循環(huán)導(dǎo)熱液體和樁發(fā)生熱交換，獲得溫度場(chǎng)。采用本發(fā)明可對(duì)能量樁實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的熱力學(xué)特性進(jìn)行測(cè)量，包括樁體應(yīng)力應(yīng)變及樁體和樁周土體溫度場(chǎng)的分布，從而獲得能量樁的溫度場(chǎng)作用下的承載力特性及換熱效率等，且設(shè)備造價(jià)低廉，易于維護(hù)及更換。
【專利說(shuō)明】能量粧測(cè)量裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能量樁承載力與計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種能量樁測(cè)量裝置和方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 地源熱泵技術(shù)，是一種利用地下一定深度以下土體溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性，通過(guò)以 大地為儲(chǔ)能體進(jìn)行熱量交換，夏季將上部熱量?jī)?chǔ)存于地下，冬季將地下熱量傳遞到上部建 筑內(nèi)的可再生能源的空調(diào)系統(tǒng)。其替代傳統(tǒng)空調(diào)技術(shù)，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。但是地 源熱泵技術(shù)的埋管占用地下空間大，鉆孔埋管施工成本高，很大程度上限制了其發(fā)展。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，能量樁則將換熱器埋管與建筑樁基礎(chǔ)相結(jié)合的模式，可以有效解決 專門(mén)埋管的施工步驟和地埋管占用地下空間問(wèn)題，從而大大節(jié)省工程造價(jià)。其中，PCC能量 樁技術(shù)則在傳統(tǒng)能量樁的基礎(chǔ)上利用PCC樁的大直徑內(nèi)腔，充分利用其與熱交換管和樁周 土體接觸，更有效的提高其換熱效率。
[0004] 目前，國(guó)內(nèi)外能量樁的試驗(yàn)性研究還比較少，而且現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所能進(jìn)行的分析研究 內(nèi)容有限，且成本高、實(shí)施困難，針對(duì)能量樁的熱力學(xué)特性測(cè)量能更為詳實(shí)的進(jìn)行能量樁的 各種特性研究，尤其是PCC樁不同于常規(guī)實(shí)體樁，測(cè)量中如何進(jìn)行PCC樁的溫度場(chǎng)循環(huán)控制 還沒(méi)有得到解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種能量樁的測(cè)量裝置和方法，其通 過(guò)控溫控速油泵給PCC能量樁施加溫度場(chǎng)，并可針對(duì)能量樁進(jìn)行各項(xiàng)熱力學(xué)測(cè)量。
[0006] 本發(fā)明提供一種能量樁測(cè)量裝置，其包括：能量樁4,具有樁體鋼筋籠16,置于土 體3內(nèi)；控溫控流速循環(huán)油泵15,置于該能量樁4樁周該土體3外；多個(gè)傳感器插入槽7， 均勻布置于該能量樁4樁周該土體3內(nèi)；多個(gè)溫度傳感器8,散布于該傳感器插入槽7內(nèi)以 及均勻分布在樁體鋼筋籠16上；溫度采集儀14,通過(guò)導(dǎo)線與該溫度傳感器8連接；循環(huán)導(dǎo) 管9,設(shè)于該樁體鋼筋籠16上，該循環(huán)導(dǎo)管9內(nèi)設(shè)循環(huán)導(dǎo)熱液體12 ;其中，該循環(huán)導(dǎo)管9與 該控溫控流速循環(huán)油泵15連接。
[0007] 作為改進(jìn)，還包括堆載裝置1、加載板2、位移傳感器10,其中，該位移傳感器10 放置于該加載板2的上表面，且該位移傳感器10通過(guò)位移傳感器支座11固定在該能量樁 4樁周土體3的表面。
[0008] 作為改進(jìn)，還包括頻率儀13、鋼筋應(yīng)力計(jì)5,正弦式土壓力盒6,其中，該鋼筋應(yīng)力 計(jì)5固定于該樁體鋼筋籠16上，該正弦式土壓力盒6固定在樁體底部，且該鋼筋應(yīng)力計(jì)5 和該正弦式土壓力盒6通過(guò)導(dǎo)線與該頻率儀13連接。
[0009] 作為改進(jìn)，該溫度傳感器插入槽7在樁體周?chē)蕩缀涡螤畈贾?，該溫度傳感器?入槽7的相隔距離可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。
[0010] 作為改進(jìn)，該能量樁4為現(xiàn)澆大直徑薄壁管樁管，該鋼筋應(yīng)力計(jì)5和該溫度傳感器 8貼覆于該能量樁4的該樁體鋼筋籠16上，并在該樁體鋼筋籠16表面涂玻璃硅膠防水，且 將該循環(huán)導(dǎo)管9綁扎于該鋼筋籠16的縱向鋼筋上，將該鋼筋籠16放置于成樁模具內(nèi)，將導(dǎo) 線和導(dǎo)管從靠近頂面?zhèn)缺陬A(yù)留的孔洞引出，導(dǎo)入混凝土澆筑成樁。
[0011] 作為改進(jìn)，通過(guò)該控溫控流速循環(huán)油泵15對(duì)該循環(huán)導(dǎo)熱液體12控溫控流，且在該 能量樁4的空腔內(nèi)注水加速與該循環(huán)導(dǎo)管9的熱交換。
[0012] 作為改進(jìn)，該循環(huán)導(dǎo)熱液體12為水或者防凍液，其溫度范圍控制在在-10°c到 90°C之間。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種能量樁測(cè)量方法，其包括以下步驟：
[0014] (1)將溫度傳感器8均勻分布在樁體鋼筋籠16上，將循環(huán)導(dǎo)管9通過(guò)埋管式設(shè)在 樁體鋼筋籠16上，并將該循環(huán)導(dǎo)管9與控溫控流速循環(huán)水泵15相連接；
[0015] (2)將能量樁4置于土體3中，在溫度傳感器插槽7的不同深度槽口內(nèi)安置溫度傳 感器8,并將該溫度傳感器8通過(guò)導(dǎo)線與溫度采集儀14連接，將溫度傳感器8插槽放置于土 體3中，且布置于該能量樁4樁體周?chē)?br> [0016] (3)啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵15,使得循環(huán)導(dǎo)熱液體進(jìn)入循環(huán)導(dǎo)管9,通過(guò)該循環(huán) 導(dǎo)管9與該能量樁4樁內(nèi)進(jìn)行能量交換，通過(guò)溫度采集儀14采集溫度傳感器8的數(shù)據(jù)。
[0017] 作為改進(jìn)，還包括以下步驟：
[0018] 啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵15的同時(shí)，施加堆載荷載，將加載板平穩(wěn)的放置于該能 量樁4的樁頂上，并將位移傳感器10放置于加載板2的上面，通過(guò)位移傳感器支座11固定 在樁周該土體3上表面；
[0019] 其中，啟動(dòng)堆載裝置1，在加載板2上放置堆載物，該該能量樁4發(fā)生壓縮變形，由 該位移傳感器10讀出該能量樁4樁體沉降量。
[0020] 作為改進(jìn)，還包括以下步驟：
[0021] 在所述步驟（1)中，將鋼筋應(yīng)力計(jì)5貼覆于樁體鋼筋籠16上，并在鋼筋應(yīng)力計(jì)5 表面涂抹硅膠，將該鋼筋應(yīng)力計(jì)5與頻率儀13相連接；
[0022] 在所述步驟（2)中，將正弦式土壓力盒6固定在樁體底部，并將正弦式土壓力盒6 與頻率儀13相連接；
[0023] 通過(guò)頻率儀13對(duì)鋼筋應(yīng)力計(jì)5和正弦式土壓力盒6的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到該能量 樁4的樁身及樁端應(yīng)力。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果：
[0025] (1)利用控溫控流速油泵進(jìn)行導(dǎo)熱液體的循環(huán)，對(duì)PCC能量樁進(jìn)行溫度場(chǎng)的施加。 現(xiàn)有能量樁試驗(yàn)技術(shù)所采用的循環(huán)泵還沒(méi)有充分考慮到溫度和流量的控制。而在本發(fā)明 中，采用的控溫控流速油泵，可以控制進(jìn)入樁體的導(dǎo)熱液體的溫度及流速，并測(cè)量流出樁體 時(shí)的導(dǎo)熱液體溫度，從而達(dá)到調(diào)整PCC能量樁的溫度場(chǎng)的效果，并獲得在分析熱量傳導(dǎo)效 率時(shí)所需要的導(dǎo)熱液體進(jìn)出能量樁的溫度及流速；
[0026] (2)該裝置尺寸機(jī)動(dòng)性較大?？梢愿鶕?jù)試驗(yàn)的需要調(diào)節(jié)油泵的功率大小，通過(guò)改變 堆載物的內(nèi)容來(lái)調(diào)節(jié)試驗(yàn)荷載，針對(duì)不同的能量樁樁型、比例及試驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整；
[0027] (3)該測(cè)量裝置利用傳統(tǒng)的模型試驗(yàn)靜力加載模式，堆載裝置簡(jiǎn)便易于獲得、加載 板采用廉價(jià)的鋼板制成，其他測(cè)量裝置都為常規(guī)測(cè)量?jī)x器，造價(jià)低廉，且易于維護(hù)更換儀器 設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明能量樁測(cè)量裝置的剖視示意圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明圖1中循環(huán)導(dǎo)管和控溫控流速循環(huán)油泵之間的連接關(guān)系示意圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明樁周土體中的溫度傳感器布置示意圖；
[0031] 圖4為本發(fā)明樁體鋼筋籠上測(cè)量裝置布置示意圖。
[0032] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0033] 1、堆載裝置 2、加載板 3、樁周土體
[0034] 4、能量樁 5、鋼筋應(yīng)力計(jì) 6、正弦式土壓力盒
[0035] 7、溫度傳感器插入槽 8、溫度傳感器 9、循環(huán)導(dǎo)管
[0036] 10、位移傳感器 11、位移傳感器支座 12、循環(huán)導(dǎo)熱液體
[0037] 13、頻率儀 14、溫度采集儀 15,控溫控流速循環(huán)油泵
[0038] 16、樁體鋼筋籠

【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0040] 圖1為本發(fā)明能量樁測(cè)量裝置的剖視示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種能量 樁測(cè)量裝置，本發(fā)明提供一種能量樁測(cè)量裝置，其包括：能量樁4,具有樁體鋼筋籠16,置于 土體3內(nèi)；控溫控流速循環(huán)油泵15,置于該能量樁4樁周該土體3外；多個(gè)傳感器插入槽7， 均勻布置于該能量樁4樁周該土體3內(nèi)；多個(gè)溫度傳感器8,散布于該傳感器插入槽7內(nèi)以 及均勻分布在樁體鋼筋籠16上；溫度采集儀14,通過(guò)導(dǎo)線與該溫度傳感器8連接；循環(huán)導(dǎo) 管9,設(shè)于該樁體鋼筋籠16上，該循環(huán)導(dǎo)管9內(nèi)設(shè)循環(huán)導(dǎo)熱液體12 ;其中，該循環(huán)導(dǎo)管9與 該控溫控流速循環(huán)油泵15連接，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例，該測(cè)量裝置可用于測(cè)量能量樁的樁身 溫度分布以及樁周溫度分布特性。
[0041] 作為一實(shí)施例，本實(shí)施例除了上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同外，該能量樁測(cè)量裝置還包括 堆載裝置1、加載板2、位移傳感器10,其中，該位移傳感器10放置于該加載板2的上表面， 且該位移傳感器10通過(guò)位移傳感器支座11固定在該能量樁4樁周土體3的表面，通過(guò)本 發(fā)明該實(shí)施例，該測(cè)量裝置還可用于測(cè)量在溫度場(chǎng)作用下的樁體沉降量。
[0042] 作為一實(shí)施例，本實(shí)施例除了上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同外，該能量樁測(cè)量裝置還包括 頻率儀13、鋼筋應(yīng)力計(jì)5,正弦式土壓力盒6,其中，該鋼筋應(yīng)力計(jì)5固定于該樁體鋼筋籠16 上，該正弦式土壓力盒6固定在樁體底部，且該鋼筋應(yīng)力計(jì)5和該正弦式土壓力盒6通過(guò)導(dǎo) 線與該頻率儀13連接，通過(guò)本發(fā)明該實(shí)施例，該測(cè)量裝置還可通過(guò)對(duì)鋼筋應(yīng)力計(jì)和土壓力 盒的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)換算可得到能量樁在溫度場(chǎng)作用下的的樁身及樁端應(yīng)力變化情況。
[0043] 圖2為本發(fā)明圖1中循環(huán)導(dǎo)管和控溫控流速循環(huán)油泵之間的連接關(guān)系示意圖。如 圖2所示，所采用的循環(huán)導(dǎo)熱液體（12)可以選擇使用水或者防凍液，其溫度控制范圍可以 在-1(TC到90°C之間，通過(guò)內(nèi)置溫度傳感器測(cè)量循環(huán)液體溫度，根據(jù)溫度通過(guò)控制加熱棒 的工作，達(dá)到控溫效果，其通過(guò)油泵出入水口的流量計(jì)測(cè)量流量，得到流量讀數(shù)，根據(jù)需要 通過(guò)控制閥門(mén)控制水流，從而達(dá)到控制流速的效果，油泵的最大功率可以達(dá)到50L/min。
[0044] 圖3為本發(fā)明樁周土體中的溫度傳感器布置示意圖，如圖3所示，溫度傳感器插入 槽7的每個(gè)槽口間距根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中溫度傳感器的布置距離進(jìn)行制作，插入槽7的每 個(gè)槽口的大小根據(jù)溫度傳感器的大小進(jìn)行制作，優(yōu)選地，溫度傳感器插入槽7在樁體周?chē)?呈幾何形狀分布，如正方形，可選地為數(shù)量為8個(gè)，溫度傳感器插入槽7的相隔距離根據(jù)試 驗(yàn)所需溫度場(chǎng)測(cè)量范圍決定。
[0045] 其中，為了保證能量樁4受力均勻，堆載裝置的堆載物位于加載板2的幾何中心， 且加載板板2的幾何中心和能量樁4的樁橫截面中心位于同一堅(jiān)直線上。這樣可以保證加 載板板3受力均勻，進(jìn)而也可以保證能量樁4堅(jiān)向受力均勻。
[0046] 其中，在能量樁4的內(nèi)壁空腔內(nèi)注水，給予能量樁內(nèi)部一個(gè)水域，使得循環(huán)導(dǎo)熱液 體10和模型樁4的能量熱傳導(dǎo)加速并且均勻的進(jìn)行。
[0047] 圖4為本發(fā)明樁體鋼筋籠上測(cè)量裝置布置示意圖。如圖4所示，所述模型樁4為 現(xiàn)澆大直徑管樁，鋼筋應(yīng)力計(jì)5貼覆在能量樁的鋼筋籠16上，溫度傳感器8貼覆于能量樁 的樁體鋼筋籠16上，并在鋼筋應(yīng)力計(jì)5和溫度傳感器8的表面涂玻璃硅膠防水，涂抹玻璃 硅膠是為了防水，保護(hù)鋼筋應(yīng)力計(jì)的讀數(shù)在有水域影響的情況下能正常工作，將循環(huán)導(dǎo)管9 綁扎于鋼筋籠的縱向鋼筋上，將鋼筋籠放置于成樁模具內(nèi)，將導(dǎo)線和導(dǎo)管從模板靠近頂面 側(cè)壁預(yù)留的孔洞引出，而后導(dǎo)入混凝土澆筑成樁。
[0048] 本發(fā)明還提供了一種能量樁測(cè)量方法，其包括以下步驟：
[0049] (1)將溫度傳感器8均勻分布在樁體鋼筋籠16上，將循環(huán)導(dǎo)管9通過(guò)埋管式設(shè)在 樁體鋼筋籠16上，并將該循環(huán)導(dǎo)管9與控溫控流速循環(huán)水泵15相連接；
[0050] (2)將能量樁4置于土體3中，在溫度傳感器插槽7的不同深度槽口內(nèi)安置溫度傳 感器8,并將該溫度傳感器8通過(guò)導(dǎo)線與溫度采集儀14連接，將溫度傳感器8插槽放置于土 體3中，且布置于該能量樁4樁體周?chē)?br> [0051] (3)啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵15,使得循環(huán)導(dǎo)熱液體進(jìn)入循環(huán)導(dǎo)管9,通過(guò)該循環(huán) 導(dǎo)管9與該能量樁4樁內(nèi)進(jìn)行能量交換，通過(guò)溫度采集儀14采集溫度傳感器8的數(shù)據(jù)。該 測(cè)量裝置可用于測(cè)量能量樁的樁身溫度分布以及樁周溫度分布特性。
[0052] 作為一實(shí)施例，本發(fā)明除了包括上述實(shí)施例相同的方法步驟外，還包括以下步驟： 啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵15的同時(shí)，施加堆載荷載，將加載板平穩(wěn)的放置于該能量樁4的 樁頂上，并將位移傳感器10放置于加載板2的上面，通過(guò)位移傳感器支座11固定在樁周該 土體3上表面；
[0053] 其中，啟動(dòng)堆載裝置1，在加載板2上放置堆載物，該該能量樁4發(fā)生壓縮變形，由 該位移傳感器10讀出該能量樁4樁體沉降量。
[0054] 作為一實(shí)施例，本發(fā)明除了包括上述實(shí)施例相同的方法步驟外，還包括以下步 驟：
[0055] 在所述步驟（1)中，將鋼筋應(yīng)力計(jì)5貼覆于樁體鋼筋籠16上，并在鋼筋應(yīng)力計(jì)5 表面涂抹硅膠，將該鋼筋應(yīng)力計(jì)5與頻率儀13相連接；
[0056] 在所述步驟（2)中，將正弦式土壓力盒6固定在樁體底部，并將正弦式土壓力盒6 與頻率儀13相連接；通過(guò)頻率儀13對(duì)鋼筋應(yīng)力計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到該能量樁4的樁端 應(yīng)力。
[0057] 具體地，該測(cè)量裝置采用堆載裝置1來(lái)進(jìn)行能量樁體頂部的加載，采用控溫控流 速循環(huán)油泵15將循環(huán)導(dǎo)體10壓入循環(huán)導(dǎo)管9進(jìn)行PCC能量樁溫度循環(huán)的模擬，適用于PCC 能量樁的各種靜載熱力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)。
[0058] 該測(cè)量裝置的安裝過(guò)程是：首先，澆筑PCC能量樁并布設(shè)測(cè)量元件：將正弦式土壓 力盒6固定在能量樁4的底部，且土壓力盒大小按照模型樁界面尺寸制作，并將正弦式土壓 力盒6與頻率儀13相連接；將鋼筋應(yīng)力計(jì)5和溫度傳感器8貼覆于能量樁鋼筋籠16的上， 并將鋼筋應(yīng)力計(jì)5和頻率儀13相連接，溫度傳感器8與溫度采集儀相連接，將鋼筋籠16放 置于PCC樁成樁模具中，澆筑混凝土成樁；將能量樁4置于樁周土體3中；按照試驗(yàn)方案在 鋼筋籠16的不同深度位置布設(shè)溫度傳感器8,并將溫度傳感器8通過(guò)導(dǎo)線與溫度采集儀14 相連接；在溫度傳感器插槽7的不同深度槽口內(nèi)安置溫度傳感器8,并將溫度傳感器8通過(guò) 導(dǎo)線與溫度采集儀14連接，將溫度傳感器插槽7放置于樁周土體4中，并距離能量樁4預(yù) 定距離；然后，將循環(huán)導(dǎo)管9按照預(yù)定的導(dǎo)管布置形式綁扎與鋼筋籠16上，并通過(guò)能量樁4 距離樁頂一定距離的側(cè)表面，并將循環(huán)導(dǎo)管9與控溫控流速循環(huán)油壓泵15相連接；接著，將 加載板2平穩(wěn)的放置于能量樁4的樁頂上，并將位移傳感器10放置于加載板2的上表面， 同時(shí)通過(guò)位移傳感器支座11固定在樁周土體4的上表面；最后，啟動(dòng)堆載裝置，按照試驗(yàn)方 案，將預(yù)先準(zhǔn)備的堆載物平穩(wěn)的于加載板的中心位置逐級(jí)放置。
[0059] 該測(cè)量裝置的測(cè)量過(guò)程是：?jiǎn)?dòng)堆載裝置1后，模型樁4發(fā)生壓縮變形，通過(guò)頻率 儀13對(duì)鋼筋應(yīng)力計(jì)5以及正弦式土壓力盒6的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)換算可得到能量樁4的樁 身應(yīng)力及樁端應(yīng)力。
[0060] 啟動(dòng)堆載裝置1施加荷載后，啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵15,使得循環(huán)導(dǎo)體10進(jìn)入 循環(huán)導(dǎo)管9,并在能量樁4內(nèi)通過(guò)水域加速與之進(jìn)行能量交換。通過(guò)溫度采集儀14采集溫 度傳感器8的數(shù)據(jù)，從而可得到能量樁4的樁周土體3的溫度場(chǎng)以及能量樁4的樁身溫度 場(chǎng)分布情況。
[0061] 作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供的能量樁測(cè)量裝置和方法適用于PCC能量 樁，除此之外，本發(fā)明的能量樁樁身溫度分布測(cè)量裝置和方法還可適用于預(yù)制管樁和灌注 樁，現(xiàn)澆樁類型能量樁等的測(cè)量。
[0062] 本發(fā)明中涉及的未說(shuō)明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)指 出：對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn) 和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種能量樁測(cè)量裝置，其包括： 能量樁（4)，具有樁體鋼筋籠（16)，置于土體（3)內(nèi)； 控溫控流速循環(huán)油泵（15)，置于該能量樁（4)樁周該土體（3)外； 多個(gè)傳感器插入槽（7)，均勻布置于該能量樁（4)樁周該土體（3)內(nèi)； 多個(gè)溫度傳感器（8)，散布于該傳感器插入槽（7)內(nèi)以及均勻分布在樁體鋼筋籠（16) 上； 溫度采集儀（14)，通過(guò)導(dǎo)線與該溫度傳感器（8)連接； 循環(huán)導(dǎo)管（9)，設(shè)于該樁體鋼筋籠（16)上，該循環(huán)導(dǎo)管（9)內(nèi)設(shè)循環(huán)導(dǎo)熱液體（12); 其中，該循環(huán)導(dǎo)管（9)與該控溫控流速循環(huán)油泵（15)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的能量樁測(cè)量裝置，其特征在于：還包括堆載裝置（1)、加載板 (2)、位移傳感器（10)，其中，該位移傳感器（10)放置于該加載板（2)的上表面，且該位移 傳感器（10)通過(guò)位移傳感器支座（11)固定在該能量樁（4)樁周土體（3)的表面。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的能量樁測(cè)量裝置，其特征在于：還包括頻率儀（13)、鋼筋應(yīng) 力計(jì)（5)，正弦式土壓力盒（6)，其中，該鋼筋應(yīng)力計(jì)（5)固定于該樁體鋼筋籠（16)上，該正 弦式土壓力盒（6)固定在樁體底部，且該鋼筋應(yīng)力計(jì)（5)和該正弦式土壓力盒（6)通過(guò)導(dǎo) 線與該頻率儀（13)連接。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種能量樁測(cè)量裝置，其特征在于：該溫度傳感器插入槽 (7)在樁體周?chē)蕩缀螆D形布置，該溫度傳感器插入槽（7)的相隔距離可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種能量樁測(cè)量裝置，其特征在于：該能量樁（4)為現(xiàn)澆大直 徑薄壁管樁管，該鋼筋應(yīng)力計(jì)（5)和該溫度傳感器（8)貼覆于該能量樁（4)的該樁體鋼筋 籠（16)上，并在該樁體鋼筋籠（16)表面涂玻璃硅膠防水，且將該循環(huán)導(dǎo)管（9)綁扎于該鋼 筋籠（16)的縱向鋼筋上，將該鋼筋籠（16)放置于成樁模具內(nèi)，將導(dǎo)線和導(dǎo)管從靠近頂面?zhèn)?壁預(yù)留的孔洞引出，導(dǎo)入混凝土澆筑成樁。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種能量樁測(cè)量裝置，其特征在于：通過(guò)該控溫控流速循環(huán)油 泵（15)對(duì)該循環(huán)導(dǎo)熱液體（12)控溫控流，且在該能量樁（4)的空腔內(nèi)注水加速與該循環(huán) 導(dǎo)管（9)的熱交換。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種能量樁測(cè)量裝置，其特征在于：該循環(huán)導(dǎo)熱液體（12)為水 或者防凍液，其溫度范圍控制在在-l〇°C到90°C之間。
8. -種能量樁測(cè)量方法，其包括以下步驟： (1) 將溫度傳感器（8)均勻分布在樁體鋼筋籠（16)上，將循環(huán)導(dǎo)管（9)通過(guò)埋管式設(shè) 在樁體鋼筋籠（16)上，并將該循環(huán)導(dǎo)管（9)與控溫控流速循環(huán)水泵（15)相連接； (2) 將能量樁（4)置于土體（3)中，在溫度傳感器插槽（7)的不同深度槽口內(nèi)安置溫 度傳感器（8)，并將該溫度傳感器（8)通過(guò)導(dǎo)線與溫度采集儀（14)連接，將溫度傳感器（8) 插槽放置于土體（3)中，且布置于該能量樁（4)樁體周?chē)? (3) 啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵（15)，使得循環(huán)導(dǎo)熱液體進(jìn)入循環(huán)導(dǎo)管（9)，通過(guò)該循環(huán) 導(dǎo)管（9)與該能量樁（4)樁內(nèi)進(jìn)行能量交換，通過(guò)溫度采集儀（14)采集溫度傳感器（8)的 數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種能量樁測(cè)量方法，其特征在于：還包括以下步驟： 啟動(dòng)控溫控流速循環(huán)油泵（15)的同時(shí)，施加堆載荷載，將加載板平穩(wěn)的放置于該能 量樁（4)的樁頂上，并將位移傳感器（10)放置于加載板（2)的上面，通過(guò)位移傳感器支座 (11)固定在樁周該土體（3)上表面；其中，啟動(dòng)堆載裝置（1)，在加載板（2)上放置堆載物， 該該能量樁（4)發(fā)生壓縮變形，由該位移傳感器（10)讀出該能量樁（4)樁體沉降量。
10.如權(quán)利要求8或9所述的一種能量樁測(cè)量方法，其特征在于：還包括以下步驟： 在所述步驟（1)中，將鋼筋應(yīng)力計(jì)（5)貼覆于樁體鋼筋籠（16)上，并在鋼筋應(yīng)力計(jì)（5) 表面涂抹硅膠，將該鋼筋應(yīng)力計(jì)（5)與頻率儀（13)相連接； 在所述步驟（2)中，將正弦式土壓力盒（6)固定在樁體底部，并將正弦式土壓力盒（6) 與頻率儀（13)相連接； 通過(guò)頻率儀（13)對(duì)鋼筋應(yīng)力計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到該能量樁（4)的應(yīng)力。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK104142357SQ201410385548
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】黃旭, 孔綱強(qiáng), 劉漢龍, 王成龍, 高磊, 彭懷風(fēng) 申請(qǐng)人:河海大學(xué)