搅拌装置及核废液处理系统

416 编辑：中冶有色技术网来源：上海建工四建集团有限公司

2023-11-14 15:31:40

权利要求书： 1.一种水泥搅拌装置施工质量检测装置，其特征在于，包括：

测量杆，装设于水泥搅拌装置的搅拌部，并跟随所述搅拌部同步运动；

应变测量组件，包括应变检测件及应变测量分析仪，所述应变检测件设置于所述测量杆的应变检测点上，并与所述应变测量分析仪电连接，所述应变测量分析仪通过所述应变检测件获取所述测量杆的变形情况。

2.根据权利要求1所述的水泥搅拌装置施工质量检测装置，其特征在于，所述应变检测件设置于所述测量杆靠近所述搅拌部的一端。

3.根据权利要求1所述的水泥搅拌装置施工质量检测装置，其特征在于，所述应变检测件包括至少两个检测方向，所述检测方向交叉设置。

4.根据权利要求1所述的水泥搅拌装置施工质量检测装置，其特征在于，所述测量杆包括主体部和与所述主体部连接的安装部，所述安装部通过紧固件装设于所述搅拌部，所述主体部的长度方向与所述搅拌部的运动方向呈角度布置，所述应变检测件设置于所述主体部靠近所述安装部的一端。

5.根据权利要求3所述的水泥搅拌装置施工质量检测装置，其特征在于，所述主体部的长度方向与所述搅拌部的运动方向的夹角呈90度设置。

6.一种水泥搅拌装置施工质量检测方法，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的水泥搅拌装置施工质量检测装置，所述方法包括步骤：

驱动水泥搅拌装置的搅拌部运动，并带动测量杆同步运动；

获取测量杆在运动路径上的应变情况；

根据所述应变情况分析判断水泥搅拌装置的施工质量是否合格。

7.根据权利要求6所述的水泥搅拌装置施工质量检测方法，其特征在于，所述获取测量杆在运动路径上的应变情况的步骤具体包括：

获取所述测量杆在运动路径上的应变检测点的阻力；

根据所述阻力计算应变数据。

8.根据权利要求7所述的水泥搅拌装置施工质量检测方法，其特征在于，所述根据所述阻力计算应变数据的计算公式包括：

所述测量杆的应变检测点的弯矩值计算公式如下：

其中，q为所述测量杆在运动路径上的应变检测点的阻力值，l为所述测量杆的长度值；

所述测量杆的应变数据计算公式如下：

其中，h为所述测量杆的截面高度值，I为所述测量杆的截面惯性矩，E为弹性模量。

9.根据权利要求6所述的水泥搅拌装置施工质量检测方法，其特征在于，所述根据所述应变情况分析判断水泥搅拌装置的施工质量是否合格的步骤，具体包括：

根据所述应变情况形成各应变检测点在运动路径上的曲线图；

若所述曲线图处于平稳状态，则判断施工时的水泥土已搅拌均匀。

10.根据权利要求6所述的水泥搅拌装置施工质量检测方法，其特征在于，所述根据所述应变情况分析判断水泥搅拌装置的施工质量是否合格的步骤，具体包括：

获取所述测量杆在运动路径上的应变检测点的阻力；

若所述阻力处于预设范围内时，则判断水泥土的强度合格。

说明书：水泥搅拌装置施工质量检测装置及方法技术领域

本发明属于建筑工程辅助工具技术领域，特别涉及一种水泥搅拌装置施工质量检测装置及方法。

背景技术

水泥搅拌装置是指软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。如采用三轴搅拌桩或超深等厚(TRD)水泥土搅拌墙等搅拌桩机，利用回转的搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌和形成泥加固体。

在搅拌过程中，可能会发生搅拌不均匀或设备故障等情况，使得局部的水泥土不均匀或空壳，这种缺陷会影响桩体的整体强度、承载力，加大复合地基的沉降量。因此，对水泥搅拌装置的施工质量进行检测非常重要，目前，检测常用钻芯取样法，主要通过后期钻芯取样检测水泥土强度。但是钻芯取样检测只能反映钻芯位置的水泥土施工质量，无法全面反映整体水泥土加固效果。钻芯取样属于事后检测，检测不合格只能在临近区域补充加固，经济和时间成本高。另外，钻芯取样属破坏性检测方法，后期需要重新注浆加固钻孔，相比于非破坏性检测方法有明显劣势。

发明内容

本申请提供了一种水泥搅拌装置施工质量检测装置及方法，用于在水泥搅拌装置施工过程中，实时完成对水泥土的施工质量的监测，以保证施工质量且检测无破坏性。

本发明的技术方案如下：

一种水泥搅拌装置施工质量检测装置，包括：

测量杆，装设于水泥搅拌装置的搅拌部，并跟随所述搅拌部同步运动；

应变测量组件，包括应变检测件及应变测量分析仪，所述应变检测件设置于所述测量杆的应变检测点上，并与所述应变测量分析仪电连接，所述应变测量分析仪通过所述应变检测件获取所述测量杆的变形情况。

进一步地，所述应变检测件设置于所述测量杆靠近所述搅拌部的一端。

进一步地，所述应变检测件包括至少两个检测方向，所述检测方向交叉设置。

进一步地，所述测量杆包括主体部和与所述主体部连接的安装部，所述安装部通过紧固件装设于所述搅拌部，所述主体部的长度方向与所述搅拌部的运动方向呈角度布置，所述应变检测件设置于所述主体部靠近所述安装部的一端。

进一步地，所述主体部的长度方向与所述搅拌部的运动方向的夹角呈90度设置。

一种水泥搅拌装置施工质量检测方法，包括上述的水泥搅拌装置施工质量检测装置，所述方法包括步骤：

驱动水泥搅拌装置的搅拌部运动，并带动测量杆同步运动；

获取测量杆在运动路径上的应变情况；

根据所述应变情况分析判断水泥搅拌装置的施工质量是否合格。

进一步地，所述获取测量杆在运动路径上的应变情况的步骤具体包括：

获取所述测量杆在运动路径上的应变检测点的阻力；

根据所述阻力计算应变数据。

进一步地，所述根据所述阻力计算应变数据的计算公式包括：

所述测量杆的应变检测点的弯矩值计算公式如下：

其中，q为所述测量杆在运动路径上的应变检测点的阻力值，l为所述测量杆的长度值；

所述测量杆的应变数据计算公式如下：

其中，h为所述测量杆的截面高度值，I为所述测量杆的截面惯性矩，E为弹性模量。

进一步地，所述根据所述应变情况分析判断水泥搅拌装置的施工质量是否合格的步骤，具体包括：

根据所述应变情况形成各应变检测点在运动路径上的曲线图；

若所述曲线图处于平稳状态，则判断施工时的水泥土已搅拌均匀。

进一步地，所述根据所述应变情况分析判断水泥搅拌装置的施工质量是否合格的步骤，具体包括：

获取所述测量杆在运动路径上的应变检测点的阻力；

若所述阻力处于预设范围内时，则判断水泥土的强度合格。

本发明的有益效果如下：

本发明的一种水泥搅拌装置施工质量检测装置及方法，在使用过程中，水泥搅拌装置驱动搅拌部运动，搅拌部将水泥土进行搅拌，测量杆设在搅拌部上，其可以与搅拌部同步运动，在运动过程中测量杆因受到水泥土的阻力而发生变形，将应变检测件设置在测量杆的应变检测点上，应变检测分析仪通过利用应变检测件对测量杆的应变检测点上应变情况进行检测，以获取测量杆的变形情况，通过应变情况能够反映水泥土的施工质量，能够实时分析水泥搅拌装置的施工质量是否达标，以便实时检测施工质量，及时调整施工方案，保证施工质量。

附图说明

图1是本发明的水泥搅拌装置施工质量检测装置的结构示意图；

图2是本发明的水泥搅拌装置施工质量检测装置的测量杆的结构示意图；

图3是本发明的水泥搅拌装置施工质量检测装置的测量杆的另一视角结构示意图；

图4是本发明的水泥搅拌装置施工质量检测装置的应变检测件的结构示意图。

附图标记如下：

测量杆10，主体部12，安装部14，应变测量组件20，应变检测件22，水泥搅拌装置30，搅拌部32，紧固件40。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参考图1至图4，本实施例提供的一种水泥搅拌装置30施工质量检测装置，包括测量杆10和应变测量组件20，测量杆10包括应变检测件22及应变测量分析仪，应变检测件22设置于测量杆10的应变检测点上，并与应变测量分析仪电连接，应变测量分析仪通过应变检测件22获取测量杆10的应变情况。

其中，测量杆10装设于水泥搅拌装置30的搅拌部32，并跟随搅拌部32同步运动。通常水泥搅拌装置30设有能够上下运动的搅拌叶片，该搅拌叶片即为搅拌部32，搅拌叶片伸入水泥土内带动测量杆10一并进行上下运动，测量杆10在运动过程中因受到水泥土阻力而发生变形。如水泥搅拌装置30为三轴搅拌桩，三轴搅拌桩设有搅拌杆，该搅拌杆即为搅拌部32，测量杆10安装于搅拌杆上。三轴搅拌桩是长螺旋桩机的一种，同时有三个螺旋钻孔，施工时三条螺旋钻孔同时向下施工，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。在另一实施例中，如图1所示，水泥搅拌装置30还可为TRD水泥土搅拌墙，其包括有搅拌链条，搅拌链条即为搅拌部32，将测量杆10安装在搅拌链条上。TRD工法(Trench cutting Re-mixing Deep wall method)，是将满足设计深度的附有切割链条以及刀头的切割箱插入地下，在进行纵向切割横向推进成槽的同时，向地基内部注入水泥浆以达到与原状地基的充分混合搅拌在地下形成等厚度连续墙的一种施工工艺。在其他实施例中，水泥搅拌装置30还可为其他搅拌设备，能实现对水泥土搅拌的目的即可。

在使用过程中，水泥搅拌装置30驱动搅拌部32运动，搅拌部32将水泥土进行搅拌，测量杆10设在搅拌部32上，其可以与搅拌部32同步运动，在运动过程中测量杆10因受到水泥土的阻力而发生变形，将应变检测件22设置在测量杆10的应变检测点上，应变检测分析仪通过利用应变检测件22对测量杆10的应变检测点上应变情况进行检测，以获取测量杆10的变形情况，通过应变情况能够反映水泥土的施工质量，能够实时分析水泥搅拌装置30的施工质量是否达标，以便实时检测施工质量，及时调整施工方案，保证施工质量。

作为较佳的实施方式，应变检测件22设置于测量杆10靠近搅拌部32的一端。测量杆10靠近搅拌部32的一端属于紧固安装端部，该位置的测量杆10的形变量最大，将该位置作为应变检测点，最能反映出所处位置的水泥土所处的实际状况，有助于提升施工质量检测的精准度。

作为较佳的实施方式，应变检测件22包括至少两个检测方向，检测方向交叉设置。如此，通过获取不同检测方向的测量杆10的变形情况，以获取同一应变检测点位不同检测方向的阻力情况，综合分析测量杆10的应变情况，以有利于反映出最真实的水泥土的实际施工情况，检测可靠。在本实施例中，如图4所示，应变检测件22可采用应变检测片，其具有XYZ三个两两相互垂直的检测方向，在其他实施例中，检测方向也可为其他，能实现对应变情况检测的目的即可。

作为较佳的实施方式，测量杆10包括主体部12和与主体部12连接的安装部14，安装部14通过紧固件440装设于搅拌部32，主体部12的长度方向与搅拌部32的运动方向呈角度布置，应变检测件22设置于主体部12靠近安装部14的一端。如图2所示，主体部12a表示未受阻力时状态，此时主体部12a处于水平，主体部12b表示在运动过程中发生变形的示意。具体地，紧固件440可采用固定螺栓，安装部14通过固定螺栓安装在搅拌部32上，主体部12呈杆状，安装部14可呈片状，主体部12的横截面积小于安装部14的横截面积，一方面利于主体部12在运动过程中受到水泥土的阻碍而发生形变，提升形变发生的灵敏度，另一方面提升安装部14与搅拌部32的接触面积，确保测量杆10的安装稳固，以在实时监测施工质量的过程中，测量杆10的应变情况能够真实反映水泥土的情况，能够检测出发生空洞或不均匀的情况，及时调整水泥搅拌装置30的施工模式。

作为较佳的实施方式，主体部12的长度方向与搅拌部32的运动方向的夹角呈90度设置。如此，主体部12的长度方向与搅拌部32的运动方向垂直，测量杆10所处的位置形态为所受阻力最大的状态。进一步地，可将主体部12的横截面采用方形，形状规整，便于计算应变检测点的应变数据。当然，主体部12也可采用其他形状，能实现计算应变检测点的应变数据的目的即可。

一种水泥搅拌装置30施工质量检测方法，采用上述的水泥搅拌装置30施工质量检测装置，该检测方法包括步骤：

驱动水泥搅拌装置30的搅拌部32运动，并带动测量杆10同步运动。

测量杆10装设于水泥搅拌装置30的搅拌部32，并跟随搅拌部32同步运动。通常水泥搅拌装置30设有能够上下运动的搅拌叶片，该搅拌叶片即为搅拌部32，搅拌叶片伸入水泥土内带动测量杆10一并进行上下运动。如水泥搅拌装置30为三轴搅拌桩，三轴搅拌桩设有搅拌杆，该搅拌杆即为搅拌部32，测量杆10安装于搅拌杆上。三轴搅拌桩是长螺旋桩机的一种，同时有三个螺旋钻孔，施工时三条螺旋钻孔同时向下施工，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。在另一实施例中，水泥搅拌装置30还可为TRD水泥土搅拌墙，其包括有搅拌链条，将测量杆10安装在搅拌链条上。TRD工法(Trench cutting Re-mixing Deep wall method)，是将满足设计深度的附有切割链条以及刀头的切割箱插入地下，在进行纵向切割横向推进成槽的同时，向地基内部注入水泥浆以达到与原状地基的充分混合搅拌在地下形成等厚度连续墙的一种施工工艺。在其他实施例中，水泥搅拌装置30还可为其他搅拌设备，能实现对水泥土搅拌的目的即可。

获取测量杆10在运动路径上的应变情况。测量杆10在运动过程中会受到水泥土的阻力而发生形变，通过应变检测件22对测量杆10的应变检测点的应变情况获取，进而得到测量杆10的变形情况。

根据应变情况分析判断水泥搅拌装置30的施工质量是否合格。

在施工过程中，驱动搅拌部32运动，搅拌部32将水泥土进行搅拌，测量杆10设在搅拌部32上，其可以与搅拌部32同步运动，在运动过程中测量杆10因受到水泥土的阻碍而发生变形，对测量杆10的应变检测点上应变情况进行检测，以获取测量杆10的变形情况，通过应变情况能够反映水泥土的施工质量，能够实时分析水泥搅拌装置30的施工质量是否合格，以便实时检测施工质量，及时调整施工方案，保证施工质量。

作为较佳的实施方式，获取测量杆10在运动路径上的应变情况的步骤具体包括以下步骤：

获取测量杆10在运动路径上的应变检测点的阻力。

根据所述阻力计算应变数据。

在运动过程中测量杆10会受到水泥土的阻碍而发生变形，通过检测测量杆10的应变检测点所受到的水泥土的阻力，根据阻力计算计算出应变数据，以代表测量杆10的应变检测点的应变情况，检测数据简便可靠。

作为较佳的实施方式，根据阻力计算应变数据的计算公式包括：

测量杆10的应变检测点的弯矩值计算公式如下：

其中，q为测量杆10在运动路径上的应变检测点的阻力值，l为测量杆10的长度值，根据悬臂梁受力理论利用上述公式计算出弯矩值M。

测量杆10的应变数据计算公式如下：

其中，h为测量杆10的截面高度值，I为测量杆10的截面惯性矩，E为弹性模量。ε可以为应变检测点沿测量杆10的长度方向的主应变，如有多个检测方向，则可通过求平均的方式获取测量杆10的应变数据或者分别对各检测方向的应变数据进行分析综合判断。

作为较佳的实施方式，根据应变情况分析判断水泥搅拌装置30的施工质量是否合格的步骤，具体包括：

根据应变情况形成各应变检测点在运动路径上的曲线图。可通过标定试验来进行展示体现水泥土施工质量与检测应变情况的关系曲线，如横坐标和纵坐标分别表示应变情况和对应的测量杆10在运动路径上的位置，运动路径可以指施工时沿深度方向。

若曲线图处于平稳状态，则判断施工时的水泥土已搅拌均匀。

通过直观观察所形成的曲线图的图形状态，如曲线图所展示的趋于平缓线条，则表示测量杆10在运动路径上的各位置的应变情况是趋于相近似的状态，进从而可以推断出测量杆10的受力均匀，即水泥土搅拌均匀，施工质量达标处于合格，若曲线图所展示的线条存在明显波浪，则表明出现波浪处的测量位置段的水泥土未搅拌均匀，可再次进行搅拌直至波浪消失，实现对水泥搅拌装置30施工的实时监测及整改。

作为较佳的实施方式，根据应变情况分析判断水泥搅拌装置30的施工质量是否合格的步骤，具体包括：

获取测量杆10在运动路径上的应变检测点的阻力。在运动过程中测量杆10会受到水泥土的阻碍而发生变形，通过检测测量杆10的应变检测点所受到的水泥土的阻力，即可体现出测量杆10在运动路径上所受到的水泥土的阻碍情况。

若阻力处于预设范围内时，则判断水泥土的强度合格。预设范围的确定可通过提前进行阻力实验，按照所需要达标的水泥土强度要求，模拟水泥土场景，再用模拟测量杆10在该场景下测量出其模拟阻力值即得出预设范围。

如此，通过测量的阻力与预设范围进行比较，如处于预设范围内，则可以推断出水泥土的强度合格，满足所需的强度施工质量。

通过该水泥搅拌装置30施工质量检测装置及方法，在工程现场应用过程中，将测量杆10垂直安装在水泥搅拌装置30的搅拌部32上，在搅拌部32上下运动过程中，测量杆10受水泥土阻力而发生变形，通过端部应变检测件22应变监测数据可以反映测量杆10变形，进而检测水泥土的均质性和施工质量，实时进行施工质量监测，待检测位置的水泥土质量达到施工要求后在进行移位，开展下一步施工，实现施工过程中的实时精准控制。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。