[發明專利]一種土壓力和孔隙水壓力監測裝置

在審

• 申請號: 201810535975.2
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN109001421A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 王欽科;馬建林;蔣炳楠;陳文龍;黃鳳娟
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本發明公開了一種土壓力和孔隙水壓力監測裝置，包括環形盒體，盒體中部設置有隔板，將盒體分隔為上、下空腔；土壓力承壓膜的周邊連接到盒體的上部，連接部位還設置有環形密封圈；土壓力應變片連接到土壓力承壓膜的下表面，位于盒體的上空腔內；孔隙水壓力承壓膜的周邊連接到盒體的下部，連接部位還設置有環形密封圈；孔隙水壓力應變片連接到孔隙水壓力承壓膜的上表面，位于盒體的下空腔內；孔隙水壓力承壓膜的下表面還覆蓋有透水石，透水石的周邊也連接到盒體；土壓力應變片和孔隙水壓力應變片分別連接有導線，導線引出盒體外。本發明集成了土壓力監測和孔隙水壓力監測，為土工離心模型試驗提供了一種簡便高效的監測裝置。

技術領域

本發明涉及巖土工程監測技術領域，特別是一種土壓力和孔隙水壓力監測裝置。

背景技術

土工離心模型試驗是采用與原型相同或相似材料，按照原型的1/n比尺制作成模型，置于土工離心機高速旋轉形成的ng人造重力場中進行試驗。由于縮尺所造成的自重應力損失通過施加的超重力作用得到補償，從而保證了模型與原型具有相同的應力狀態，反映出與原型相似的變形和破壞過程。因此，土工離心模型試驗是解決巖土工程領域問題的重要研究手段。

土工離心模型試驗具有高轉速、高應力場、模型尺寸小等特點，在高速轉動的離心環境下，埋置在模型土中的傳感器及導線將會與模型一起放大相同的倍數，布置過多的傳感器則會對試驗結果造成不可忽視的誤差。在土工離心模型試驗中往往需要監測土的土壓力和孔隙水壓力等，目前土壓力盒監測結果為水土合力，因此必須在土壓力盒附近、同一高度處埋置孔隙水壓力計，進而才可得到該位置處的土壓力和孔隙水壓力，這樣便會增加傳感器數量，過多的傳感器在土工離心環境中會對試驗結果造成誤差。土工離心模型尺寸小，埋設傳感器的空間有限，因此傳感器的數量受到很大的限制，如何布置有限的傳感器，能夠獲取更多的試驗數據，同時又不影響試驗結果，已成為土工離心技術發展的必然趨勢。

由此可見，在土工離心模型試驗中通過埋置土壓力盒和孔隙水壓力計，分別監測土中的土壓力和孔隙水壓力，這樣不僅增加了試驗成本、浪費人力、獲取數據有限，還對試驗結果產生了一定的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于土工離心機中同時監測土壓力和孔隙水壓力的裝置，充分利用現有監測傳感器的空間，以保證在相同的試驗誤差允許范圍內、相同的傳感器數量獲取2倍的試驗數據，為更好地分析和解決巖土工程問題提供有力的數據支撐。水壓力具有各向同性，相同位置處各個方向上的水壓力相等，土壓力各個方向受到的壓力不一定相等，布置該裝置的時候首先考慮土壓力的作用面，可同時保證滿足試驗要求，使之克服現有技術的缺點。

實現本發明目的的技術方案如下：

一種土壓力和孔隙水壓力監測裝置，包括環形的盒體，盒體中部設置有隔板，將盒體分隔為上、下空腔；土壓力承壓膜的周邊連接到盒體的上部，連接部位還設置有環形密封圈；土壓力應變片連接到土壓力承壓膜的下表面，位于盒體的上空腔內；孔隙水壓力承壓膜的周邊連接到盒體的下部，連接部位還設置有環形密封圈；孔隙水壓力應變片連接到孔隙水壓力承壓膜的上表面，位于盒體的下空腔內；孔隙水壓力承壓膜的下表面還覆蓋有透水石，透水石的周邊也連接到盒體；土壓力應變片和孔隙水壓力應變片分別連接有導線，導線引出盒體外。

本發明的有益效果在于，

(1)裝置設計新穎合理，結構簡單，尺寸小、易于加工安裝，便于在土工離心模型試驗中使用。

(2)節省傳感器布置空間，可同時監測同一位置處的土壓力和孔隙水壓力，避免在離心環境中布置過多傳感器對試驗結果造成影響。

(3)精度高、量程大，可根據試驗需要進行定制。

本發明集成了土壓力監測和孔隙水壓力監測，為土工離心模型試驗提供了一種簡便高效的監測裝置，實現對土工離心機中模型土同一位置處的土壓力和孔隙水壓力的同時監測，克服了試驗中傳感器布置的局限性，為進一步研究和解決巖土工程問題提供更多的數據支撐。