[發(fā)明專利]一種土壓力測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710358421.5
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107144377B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李林毅;陽軍生;張崢;張聰;傅金陽;張學(xué)民;王健宏;萬志文;葉新田;郭健
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發(fā)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(hù)土壓力盒不受橫向力作用的隔離件，土壓力盒容設(shè)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(jié)構(gòu)簡單、易于制作、成本低、使用方便和測量結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土工測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壓力測試裝置。

背景技術(shù)

土壓力盒適用于測量邊坡、基坑、路基、堤壩、隧道等結(jié)構(gòu)物的內(nèi)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(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，進(jìn)而對土壓力的變化進(jìn)行長期監(jiān)測。

但值得注意的是，土壓力盒的埋設(shè)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(shù)據(jù)是垂直于土壓力盒表面的均布壓力，而不均勻力和側(cè)向力均會對土壓力盒的測量數(shù)據(jù)造成影響，使其測量結(jié)果存在較大偏差。如圖6所示，傳統(tǒng)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(chǎn)生向下凹陷的變形，立柱c隨著承載板a的變形發(fā)生轉(zhuǎn)動，緊繃在立柱c上的鋼弦d由此發(fā)生張力變形。施加電壓信號的線圈e產(chǎn)生的磁場發(fā)生改變，使得鋼弦d產(chǎn)生正弦自振，線圈e感應(yīng)出的磁阻抗也會按照正弦頻率發(fā)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(guān)，由此得出土壓力數(shù)據(jù)。如圖8所示，當(dāng)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(fā)生反方向轉(zhuǎn)動，由此得出的鋼弦d的自振頻率反應(yīng)出的土壓力數(shù)據(jù)為負(fù)值。所以，土壓力盒在受到橫向力時，會對測量數(shù)據(jù)造成極大的影響。

為了減小或消除橫向力對測量結(jié)果的影響，常規(guī)做法是在埋設(shè)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(lǐng)域，土壓力盒通常埋設(shè)在圍巖與初期支護(hù)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(jìn)行埋設(shè)，土壓力盒仍會受到橫向力的作用，而隧道初期支護(hù)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(hù)軸力的影響，使得土壓力盒測出的土壓力數(shù)據(jù)受到影響甚至出現(xiàn)負(fù)值，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較低。另外，土壓力盒埋設(shè)時要求在盒底鋪一層經(jīng)過篩選后顆粒均勻的細(xì)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(xì)砂或砂漿進(jìn)行輔助埋設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、成本低、使用方便和測量結(jié)果準(zhǔn)確土壓力測試裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)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(hù)土壓力盒不受橫向力作用的隔離件，所述土壓力盒容設(shè)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(yōu)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(shè)于空心管內(nèi)，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(shè)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(shè)有供測試線穿過的缺口。

上述的土壓力測試裝置，優(yōu)選的，所述隔離層包括細(xì)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(xì)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(yōu)選的，所述水泥砂漿層的高度是細(xì)砂墊層的高度的2倍～8倍。

上述的土壓力測試裝置，優(yōu)選的，所述空心管內(nèi)壁涂覆有潤滑劑層。