[實用新型]U形管液壓差繩法檢測孔隙壓力的裝置

有效

• 申請號: 201420337235.5
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN204008398U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王俊剛;解瀟;王璐
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01L7/22
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所 37227
• 代理人: 段秀瑛;王月玲

技術領域

本實用新型涉及土壤孔隙壓力檢測領域，特別涉及一種U形管液壓差繩法檢測孔隙壓力的裝置。

背景技術

土壤由固相(土壤顆粒)、液相(土壤水)和氣相(土壤所含氣體)三相構成，在土壤顆粒空隙完全由液相填充，即水占土壤空隙的比例為百分之百時該土壤稱之為飽和土。反之，土壤孔隙由水和空氣填充，即飽和度大于0但小于100時，該土壤為非飽和土。一般認為地下水位以下為非飽和土，地下水位以上為飽和土，其中，非飽和土和飽和土的分界由于地下水位的變化而不斷變化。

孔隙壓力包含孔隙水壓和孔隙氣壓。孔隙壓力通過土壤或巖石中的孔隙水而傳遞的壓力，稱孔隙水壓。孔隙壓力通過土壤或巖石中的孔隙氣體傳遞的壓力，稱孔隙氣壓。就基礎工程而言，孔隙壓力是重要測試指標，目前工程上的儀器可以測定地下水位以下飽和土的孔隙壓力，廣泛使用的振弦式孔隙水壓力儀也存在一定缺陷，經常發生不成活的問題。在真空預壓的土體孔隙壓力檢測時，在連續連抽真空工況下的孔隙壓力可以通過真空表測定，但無壓力補償條件下地下水位以上的非飽和土孔隙壓力目前有效測定方法。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術之缺陷和不足，提供一種U形管液壓差繩法檢測孔隙壓力的裝置，可測定飽和土孔隙水壓和非飽和土孔隙氣壓。

本實用新型的技術方案是：

一種U形管液壓差繩法檢測孔隙壓力的裝置，主要由U形導管、水平導管、測繩、讀數器和測繩收縮裝置組成，

所述U形導管分為孔隙端導管和大氣端導管，所述大氣端導管頂部向上水平延伸水平導管；所述孔隙端導管的頂端設置與土壤對接的氣室；

所述測繩包括孔隙端液位測繩和大氣端液位測繩，所述孔隙端液位測繩一端置于孔隙端導管內部，另一端經過大氣端導管、水平導管、孔隙端讀數器，連接于測繩收縮裝置上；

所述大氣端液位測繩一端置于大氣端導管內部，另一端經過水平導管、大氣端讀數器，連接于大氣端測繩收縮裝置上。

優選的，所述的孔隙端液位測繩置于孔隙端導管內部的一端連接浮子；所述大氣端液位測繩置于孔隙端導管內部的一端連接浮子和浮子墜。

優選的，還包括補水箱，所述補水箱通過導管連接所述水平導管；所述的所述水平導管尾端部可拆卸密封連接h型導管。

優選的，所述的孔隙端導管、大氣端導管、水平導管均為可拆卸式，密封連接。

優選的，所述的孔隙端導管和大氣端導管的連通部的下方向下垂直延伸形成插入部，所述插入部尾端為倒錐形。

優選的，所述的孔隙端導管和大氣端導管的相對側下部，靠近連通部設置限位器。

優選的，所述氣室內由頂端設置濾網，所述濾網下方設置柔性透氣填充物。

優選的，所述的水平導管的起始端上設置可伸縮導管。

優選的，還包括置于各導管的彎頭處的測繩限位板，所述測繩限位器板上設置若干個貫通孔。

工作原理：

含柔性透氣填充物的氣室與土壤孔隙對接，壓力相同或相近。裝有液體的U形導管，其孔隙端導管和大氣端導管液面壓力與各自的氣壓相等，即一端等于氣室壓力，一端等于大氣壓力。通過大氣壓力加減液面差即可獲得氣室土壤孔隙壓力。孔隙端浮子的浮力與測繩收縮裝置、大氣端浮子墜與浮子、測繩收縮裝置形成平衡拉力對，保證兩條測繩在相同拉力下繃緊，讀數器通過計量測繩的偏移長度獲得浮子液面的升降高度。測繩收縮裝置根據平衡力收發測繩。

讀數器可以為機械讀數器，轉輪設置為圓周刻度盤，由測繩移動帶動轉輪外緣轉動偏移初始位置，通過指針讀數轉動周數和偏移角度和滑輪半徑，計算測繩移動長度；也可以為電子讀數器，將轉輪讀盤和指針設為電子讀數裝置，自動定時讀數和存儲，通過遠程數據傳輸系統將實時數據傳至接收終端。

安裝在各導管彎頭處的測繩限位板，測繩穿過測繩限位板的中央孔，在保證不阻礙氣流流通與測繩線滑動的前提下，使測繩在導管內沿管軸線附近固定軌跡移動。

所述的孔隙端濾網可采用海綿、無紡布或耐腐蝕性纖維濾網，其中無紡布具有密實度高、透氣性好、耐泡、耐腐蝕的優點，既能保證本檢測裝置與地基內氣流相通，不受阻礙，又可以防止地基內的泥沙流入檢測裝置內堵塞。

所述的柔性透氣填充物，可以為海綿等可壓縮材料。采用柔性填充材料使得孔隙端水位少 量下降時能保持孔隙端氣室壓力狀況與對接土壤相當。