[發明專利]一種土壓力測試裝置

有效

• 申請號: 201710358421.5
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107144377B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李林毅;陽軍生;張崢;張聰;傅金陽;張學民;王健宏;萬志文;葉新田;郭健
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發明公開了一種土壓力測試裝置，包括土壓力盒和與土壓力盒連接的測試線，還包括用于保護土壓力盒不受橫向力作用的隔離件，土壓力盒容設于隔離件中，測試線穿過隔離件與外界連通。該土壓力測試裝置具有結構簡單、易于制作、成本低、使用方便和測量結果準確的優點。

技術領域

本發明涉及土工測試技術領域，具體涉及一種土壓力測試裝置。

背景技術

土壓力盒適用于測量邊坡、基坑、路基、堤壩、隧道等結構物的內部土壓力，是土工測試中一種常用的重要元器件。將土壓力盒測試線引出到指定的位置后，可以通過綜合測試儀對土壓力數據進行讀取，進而對土壓力的變化進行長期監測。

但值得注意的是，土壓力盒的埋設方法對土壓力盒測量值有較大影響，土壓力盒測量的有效數據是垂直于土壓力盒表面的均布壓力，而不均勻力和側向力均會對土壓力盒的測量數據造成影響，使其測量結果存在較大偏差。如圖6所示，傳統振弦式土壓力盒主要包括承載板a、圓筒壁b、立柱c、鋼弦d、線圈e等。如圖7所示，壓力盒的承載板a，即受力彈性膜，在受到均布壓力P后產生向下凹陷的變形，立柱c隨著承載板a的變形發生轉動，緊繃在立柱c上的鋼弦d由此發生張力變形。施加電壓信號的線圈e產生的磁場發生改變，使得鋼弦d產生正弦自振，線圈e感應出的磁阻抗也會按照正弦頻率發生變化，該正弦頻率為鋼弦d的自振頻率，而鋼弦d受到的張力大小與鋼弦d的自振頻率直接相關，由此得出土壓力數據。如圖8所示，當振弦式土壓力盒受到橫向力N作用時，承載板a向上隆起，此時立柱c發生反方向轉動，由此得出的鋼弦d的自振頻率反應出的土壓力數據為負值。所以，土壓力盒在受到橫向力時，會對測量數據造成極大的影響。

為了減小或消除橫向力對測量結果的影響，常規做法是在埋設土壓力盒前，先在土壓力盒的周邊包裹一層厚度為1cm～2cm的橡膠圈。在隧道工程領域，土壓力盒通常埋設在圍巖與初期支護之間，但圍巖斷面通常不是光滑的弧線輪廓，即使開挖凹槽進行埋設，土壓力盒仍會受到橫向力的作用，而隧道初期支護具有較大的軸力，對土壓力盒的測試影響巨大。橡膠圈無法消除隧道支護軸力的影響，使得土壓力盒測出的土壓力數據受到影響甚至出現負值，數據準確性較低。另外，土壓力盒埋設時要求在盒底鋪一層經過篩選后顆粒均勻的細砂或砂漿來輔助，厚度為10cm～15cm，夯實鋪平，但隧道工程中往往遇到富水地層，水流量較大時，無法利用細砂或砂漿進行輔助埋設。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、易于制作、成本低、使用方便和測量結果準確土壓力測試裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種土壓力測試裝置，包括土壓力盒和與土壓力盒連接的測試線，還包括用于保護土壓力盒不受橫向力作用的隔離件，所述土壓力盒容設于所述隔離件中，所述測試線穿過隔離件與外界連通。

上述的土壓力測試裝置，優選的，所述隔離件包括空心管、柔性填充物和兩層隔離層，所述柔性填充物和兩層隔離層套設于空心管內，所述兩層隔離層緊貼于土壓力盒上、下兩端，所述柔性填充物設于兩層隔離層之間，且填充于土壓力盒與空心管之間，所述空心管設有供測試線穿過的缺口。

上述的土壓力測試裝置，優選的，所述隔離層包括細砂墊層、水泥砂漿層和墊片，所述墊片緊貼于所述土壓力盒端面，所述細砂墊層壓緊于所述水泥砂漿層和墊片之間。

上述的土壓力測試裝置，優選的，所述水泥砂漿層的高度是細砂墊層的高度的2倍～8倍。

上述的土壓力測試裝置，優選的，所述空心管內壁涂覆有潤滑劑層。