[實用新型]適用于土工布應變測量的集成裝置

有效

• 申請號: 201621289927.2
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN206300606U
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 汪明元;單治鋼;狄圣杰
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本實用新型涉及土力學土工試驗監測技術，尤其是一種適用于土工布應變測量的集成裝置。尤其適用于室內物理模型試驗中土工合成材料應變大小的量測。

背景技術

在土工合成材料的應變測量中，電阻應變片法是目前最為常用的測量方法。這種方法是將電阻應變片粘貼在被測物的表面，利用應變片的電阻隨著被測物機械變形而變化的原理，記錄被測點的應變變化過程，進而再根據被測物的應變應力關系，確定待測點應力狀態的一種測量分析方法。

電阻應變片測量結果是否可靠，主要取決于粘合劑的選取及粘貼方法是否合理。目前常用的粘合劑為環氧聚酯膠及502膠水，由于這兩種膠型的強度和剛度均較大；如直接用于土工布上電阻應變片的粘貼，將導致應變片與被測物無法協同變形，同時影響土工布本身應力的發揮，測量結果不準確。故需找到一種合適的粘合劑在不影響被測物強度發揮的前提下，同時保證應變片能夠與土工布協同變形，準確測得土工布應變的大小。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：針對土工布的力學特性，提供一種適用于土工布應變測量的集成裝置，其使用的粘合劑及粘貼測量方法，可確保土工布應變的精準測量；同時測量方法操作簡單、穩定性高、測量結果可靠。

本實用新型所采用的技術方案是：適用于土工布應變測量的集成裝置，其特征在于：所述裝置由測量單元、電路單元、應變片數據采集儀、應變片數據記錄儀及電源組成。

所述測量單元包括被測土工布、工作用電阻應變片和硫化膠膠底，工作用電阻應變片經硫化膠膠底粘貼在被測土工布上；

所述電路單元采用半橋接線電路，四個橋臂中兩個橋臂為固定電阻R，另外兩個橋臂分別接工作用電阻應變片和補償用電阻應變片，電路單元的測量信號輸出端連接于應變片數據采集儀；

應變片數據采集儀通過串口數據線與應變片數據記錄儀連接，電源分別連接應變片數據采集儀和應變片數據記錄儀的電源輸入端。

所述硫化膠膠底為正圓形，直徑為35mm，厚度為3mm。

所述硫化膠膠底采用柔性硫化膠。

本實用新型的有益效果是：本實用新型針對土工布的力學特性，找到了一種能保證應變片與土工布協同變形的粘合劑，并通過合理的粘貼方法和電路設計，使得在土工合成材料應變大小的量測中做到精準、穩定、可靠，操作簡單，易于推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型中土工布上粘貼應變片的俯視圖。

圖3是本實用新型中土工布上粘貼應變片的截面圖。

圖4是本實用新型的應變片半橋接線原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，適用于土工布應變測量的集成裝置，由測量單元、電路單元、應變片數據采集儀6、應變片數據記錄儀7及電源8組成。

所述測量單元包括被測土工布4、工作用電阻應變片1和硫化膠膠底3，工作用電阻應變片1經硫化膠膠底3粘貼在被測土工布4上。

所述電路單元采用半橋接線電路，四個橋臂中兩個橋臂為固定電阻R，另外兩個橋臂分別接工作用電阻應變片1和補償用電阻應變片2，電路單元的測量信號輸出端連接于應變片數據采集儀6。

本實用新型在選材及操作時應注意以下事項：

1)、由于土工布材料的不均勻性、抗拉強度較低、延伸率較高，推薦采用標距和量程均較大的應變片。

2)、粘合劑的選取是否得當直接決定了測量結果的準確性。目前常用的環氧聚酯和502膠水均存在延展性能差、凝固強度大等缺點，不能用于土工布上應變片的粘貼。經大量調研及測試，推薦使用柔性硫化膠，如703膠，作為土工布應變片的粘合劑。這類膠型不僅具有良好的粘結力和抗剪強度，還有較強的延展性和防水性能。以南大703膠為例，其固化時間約為3-30分鐘，伸長率大于250％，拉伸模量小于5kN/m，可像橡皮筋一樣自由伸縮，能有效的將被測物土工布的應變傳遞給電阻應變片，保證了測量結果的穩定性和真實性。

3)、由于被測物土工布的強度和剛度均較低，在保證測點處應變片能夠隨被測物協同變形的前提下，避免膠體的存在影響紗布整體的力學性質及應力水平的發揮。經大量試驗測試發現，在粘貼應變片時，應保證土工布與應變片的接觸面為標準圓形，當硫化膠膠底3直徑為35mm，厚度為3mm時，可滿足土工布上應變片的粘貼要求，使得兩者協同變形。如圖2、圖3所示。