[實(shí)用新型]U形管液壓差繩法檢測孔隙壓力的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420337235.5
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN204008398U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王俊剛;解瀟;王璐
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01L7/22
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 37227
• 代理人: 段秀瑛;王月玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及土壤孔隙壓力檢測領(lǐng)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(shù)

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(gòu)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(rèn)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(chǔ)工程而言，孔隙壓力是重要測試指標(biāo)，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(jīng)常發(fā)生不成活的問題。在真空預(yù)壓的土體孔隙壓力檢測時，在連續(xù)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(bǔ)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(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)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(shí)用新型的技術(shù)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(dǎo)管、水平導(dǎo)管、測繩、讀數(shù)器和測繩收縮裝置組成，

所述U形導(dǎo)管分為孔隙端導(dǎo)管和大氣端導(dǎo)管，所述大氣端導(dǎo)管頂部向上水平延伸水平導(dǎo)管；所述孔隙端導(dǎo)管的頂端設(shè)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(dǎo)管內(nèi)部，另一端經(jīng)過大氣端導(dǎo)管、水平導(dǎo)管、孔隙端讀數(shù)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(dǎo)管內(nèi)部，另一端經(jīng)過水平導(dǎo)管、大氣端讀數(shù)器，連接于大氣端測繩收縮裝置上。

優(yōu)選的，所述的孔隙端液位測繩置于孔隙端導(dǎo)管內(nèi)部的一端連接浮子；所述大氣端液位測繩置于孔隙端導(dǎo)管內(nèi)部的一端連接浮子和浮子墜。

優(yōu)選的，還包括補(bǔ)水箱，所述補(bǔ)水箱通過導(dǎo)管連接所述水平導(dǎo)管；所述的所述水平導(dǎo)管尾端部可拆卸密封連接h型導(dǎo)管。

優(yōu)選的，所述的孔隙端導(dǎo)管、大氣端導(dǎo)管、水平導(dǎo)管均為可拆卸式，密封連接。

優(yōu)選的，所述的孔隙端導(dǎo)管和大氣端導(dǎo)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(yōu)選的，所述的孔隙端導(dǎo)管和大氣端導(dǎo)管的相對側(cè)下部，靠近連通部設(shè)置限位器。

優(yōu)選的，所述氣室內(nèi)由頂端設(shè)置濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)下方設(shè)置柔性透氣填充物。

優(yōu)選的，所述的水平導(dǎo)管的起始端上設(shè)置可伸縮導(dǎo)管。

優(yōu)選的，還包括置于各導(dǎo)管的彎頭處的測繩限位板，所述測繩限位器板上設(shè)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(dǎo)管，其孔隙端導(dǎo)管和大氣端導(dǎo)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(shù)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(jù)平衡力收發(fā)測繩。

讀數(shù)器可以為機(jī)械讀數(shù)器，轉(zhuǎn)輪設(shè)置為圓周刻度盤，由測繩移動帶動轉(zhuǎn)輪外緣轉(zhuǎn)動偏移初始位置，通過指針讀數(shù)轉(zhuǎn)動周數(shù)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(shù)器，將轉(zhuǎn)輪讀盤和指針設(shè)為電子讀數(shù)裝置，自動定時讀數(shù)和存儲，通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將實(shí)時數(shù)據(jù)傳至接收終端。

安裝在各導(dǎo)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(dǎo)管內(nèi)沿管軸線附近固定軌跡移動。

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