[發明專利]一種測量土工直剪試驗中測試土體內部微變形的套筒式抓土器傳感器裝置

有效

• 申請號: 201711205644.4
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107976363B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 馮世進;沈陽
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/24
• 代理公司: 31200 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

本發明屬巖土工程技術領域，具體涉及一種測量土工直剪試驗中測試土體內部微變形的套筒式抓土器傳感器裝置，由勺狀抓土器、位移傳遞桿、套筒、套筒支架、固定支架、位移傳遞轉接頭、位移傳感器、以及固定螺帽、螺絲等部件組成。勺狀抓土器通過位移傳遞桿及位移傳遞轉接頭與位移傳感器相連，位移傳遞桿套筒起阻隔作用，提高測量精度，整個體系通過套筒支架及固定支架固定在土工直剪儀剪切盒外壁上。將勺狀抓土器埋置于測試土體內部，測試土體發生變形時帶動勺狀抓土器一起運動，從而測得土體微位移并準確傳遞給安裝與剪切盒外的位移傳感器。本發明還可以多套并聯共同使用，可以同時測量同一土工直剪試驗中剪切盒內測試土體不同位置的微變形情況。

技術領域

本發明屬巖土技術領域，具體涉及一種測量土工直剪試驗中測試土體內部微變形的套筒式抓土器傳感器裝置。

背景技術

在傳統的土工直剪試驗中，一般使用擁有剪切盒系統的直剪儀進行試驗，試驗原理是將同一種土的幾個試樣分別在不同的垂直壓力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破壞時的剪應力，然后根據庫侖定律，確定土的抗剪強度指標：內摩擦角和凝聚力。在土工直剪試驗中往往使用上下剪切盒的相對位移作為名義土體變形值，這種做法忽略了剪切過程中剪切盒內土體與剪切盒的相對位移。特別對于大尺寸的土工直剪試驗，剪切盒尺寸更大，剪切試驗中剪切盒內土體發生了明顯的蠕動變形，上下剪切盒的相對位移并不能準確代表土體的變形情況。目前，沒有有效儀器裝置與試驗方法，用于測量土工直剪試驗中測試土體內部微變形，需要提出新的實驗裝置與測量方法。通過設計能夠測量土工直剪試驗測試土體內部微位移的傳感器裝置，能夠提供測量在土工直剪試驗剪切過程中測試土體內部發生的真實變形，可以使這方面研究順利進行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測量土工直剪試驗中測試土體內部微變形的套筒式抓土器傳感器裝置。

本發明提出的測量土工直剪試驗中測試土體內部微變形的套筒式抓土器傳感器裝置，包括勺狀抓土器1、位移傳遞桿2、位移傳遞桿套筒3、套筒支架4、固定支架5、位移傳遞轉接頭6、位移傳感器8和剪切盒側限框14，其中：

剪切盒側限框14上開有凹槽，抓土器套筒3擱置于所述凹槽上，抓土器套筒3一端固定于套筒支架4上；固定支架5一側通過固定支架螺絲13固定于剪切盒側限框14側部，套筒支架4固定于固定支架5上方，位移傳遞桿2穿過抓土器套筒3的兩端，一端通過抓土器固定螺帽9連接勺狀抓土器1，另一端通過位移傳遞桿固定螺帽11連接位移傳遞轉接頭6；抓土器套筒3一端固定于套筒支架4上，位移傳感器８一端通過位移傳感器夾持螺絲15固定于固定支架5上；位移傳遞轉接頭6另一端上預留有豎向長縫，位移傳感器8的位移傳感器伸縮桿7位于所述豎向長縫內上，且用兩枚位移傳感器伸縮桿固定螺帽12夾持固定，位移傳遞接頭6上預留的豎向長縫可以容許位移傳遞桿2與位移傳感器伸縮桿7產生高度不一致的情況，同時也允許位移傳遞桿2與位移傳感器伸縮桿7在實驗過程中產生一定的相對夾角，使之產生一種變相鉸接，可以消除在土工直剪試驗過程中土體豎向擠壓位移傳遞桿套筒3產生的體系彎矩，從而減小測量誤差，通過擰緊兩枚位移傳遞桿固定螺帽11與兩枚位移傳感器伸縮桿固定螺帽12可以使位移傳遞桿2、位移傳遞轉接頭6、位移傳感器伸縮桿7牢固固定在一起，從而使勺狀抓土器1獲得的土體變形能夠準確傳遞給土體外的位移傳感器8。

本發明中，位移傳遞接頭6為U型鋼制構件，由有預制孔洞的豎板、水平板和預留豎向長縫的豎板焊接組成，位移傳遞桿2通過兩枚位移傳遞桿固定螺帽11夾持固定在位移傳遞接頭6的預制孔洞的豎板上，位移傳遞轉接頭6的預留豎向長縫的豎板與位移傳感器8的位移傳感器伸縮桿7連接。