[發(fā)明專利]一種氣壓式靜止側(cè)壓力儀及其測試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811052500.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN109282920A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳英;周黎月;印文東;田麗霞;楊西海;陳延峻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司
• 主分類號(hào): G01L1/02
• 分類號(hào): G01L1/02
• 代理公司: 上海世圓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔

本發(fā)明公開了一種氣壓式靜止側(cè)壓力儀，包括靜止側(cè)壓力儀容器、真空調(diào)壓筒、加壓底座，所述加壓底座內(nèi)設(shè)有壓力腔，壓力腔底部與空壓機(jī)連接，壓力腔內(nèi)設(shè)有向下凹陷的壓力膜，壓力膜的上方設(shè)有活塞導(dǎo)桿，所述活塞導(dǎo)桿位于靜止側(cè)壓力儀容器底部。采用氣壓式加壓設(shè)備，可自動(dòng)分級(jí)加荷，并可根據(jù)需要設(shè)置加壓時(shí)間，比傳統(tǒng)的人工砝碼加荷更穩(wěn)定，土樣受力也均勻，提高了試驗(yàn)精度；采用真空調(diào)壓筒通過手動(dòng)調(diào)壓閥調(diào)節(jié)容器內(nèi)水體，有效地防止了氣體進(jìn)入容器受壓室，保證了試驗(yàn)過程中密封受壓室內(nèi)水體積不變，保證了壓力傳導(dǎo)的準(zhǔn)確性，提高了試驗(yàn)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程測試領(lǐng)域，是用于室內(nèi)土工試驗(yàn)的一種氣壓式靜止側(cè)壓力儀。

背景技術(shù)

土的靜止側(cè)壓力系數(shù)是土體在無側(cè)向變形的條件下，側(cè)向有效應(yīng)力與軸向有效應(yīng)力之比。靜止側(cè)壓力系數(shù)是計(jì)算基坑和邊坡穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一。室內(nèi)土工試驗(yàn)通過測定土樣在側(cè)向和軸向排水條件下的軸向應(yīng)力與側(cè)向應(yīng)力的關(guān)系，來確定土的靜止側(cè)壓力系數(shù)。

室內(nèi)土工試驗(yàn)測試土體靜止側(cè)壓力系數(shù)采用的儀器主要有應(yīng)力式和應(yīng)變式兩種靜止側(cè)壓力儀，目前普遍采用的是應(yīng)力式靜止側(cè)壓力儀，其加壓設(shè)備主要采用杠桿式。主要是將靜止側(cè)壓力儀容器置于改良的固結(jié)儀加壓框架中，通過人工添加砝碼施加軸向壓力。另外容器受壓室內(nèi)水體的排放，是通過在進(jìn)水孔處連接針筒注射器，注入和抽出受壓室的水體。傳統(tǒng)的應(yīng)力式靜止側(cè)壓力儀存在以下缺點(diǎn)： 1、采用杠桿式固結(jié)儀施加分級(jí)荷載時(shí)，需要人工控制時(shí)間并搬運(yùn)砝碼，效率低；2、施加軸向壓力時(shí)，由于土體壓縮變形會(huì)導(dǎo)致杠桿失去平衡，為了使杠桿保持平衡，要經(jīng)常人工調(diào)節(jié)杠桿，否則會(huì)使土樣受力不準(zhǔn)確；3、杠桿式固結(jié)儀使用時(shí)間長了，由于機(jī)械磨損，杠桿調(diào)平衡難度大；4、利用針筒注射器抽排受壓室的水體時(shí)，由于針筒與進(jìn)水孔連接處密封性差，很難防止氣體進(jìn)入靜止側(cè)壓力容器受壓室，因而影響受壓室內(nèi)水體積保持不變的要求，影響壓力傳導(dǎo)測試結(jié)果。5、儀器笨重，砝碼配重多，不利于搬運(yùn)和攜帶。總之傳統(tǒng)的杠桿式固結(jié)儀進(jìn)行靜止側(cè)壓力系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，不但消耗人力和占用空間，而且工作效率低，試驗(yàn)準(zhǔn)確性低。鑒于以上原因，為滿足試驗(yàn)技術(shù)要求，提高工作效率，克服杠桿式人工砝碼加壓試驗(yàn)準(zhǔn)確性不夠，以及采用針筒注射器調(diào)壓時(shí)無法保證試驗(yàn)過程中，靜止側(cè)壓力容器受壓室內(nèi)水體積不變的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了本裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氣壓式靜止側(cè)壓力儀，既能滿足試驗(yàn)時(shí)土樣承受壓力的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，又能防止氣體進(jìn)入受壓室，保證試驗(yàn)過程中密封受壓室內(nèi)水體積不變，提高壓力傳導(dǎo)的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種氣壓式靜止側(cè)壓力儀，其特征在于所述種氣壓式靜止側(cè)壓力儀包括：

靜止側(cè)壓力儀容器，所述靜止側(cè)壓力儀容器內(nèi)設(shè)有用以放置試樣的側(cè)壓力測試腔，所述側(cè)壓力腔的上方設(shè)置固定頂蓋，所述側(cè)壓力測試腔的側(cè)面設(shè)置受壓室，受壓室朝向側(cè)壓力測試腔的一側(cè)設(shè)置側(cè)壓力膜，所述受壓室與靜止側(cè)壓力儀連通，所述側(cè)壓力測試腔底部設(shè)排水孔；

真空調(diào)壓筒，所述真空調(diào)壓筒一端為水端，另一端為氣端，水端和氣端之間設(shè)有活塞，所述真空調(diào)壓筒的水端通過管道與側(cè)壓力測試腔相連，所述真空調(diào)壓筒的氣端與空壓機(jī)連接，所述真空調(diào)壓筒的氣端設(shè)調(diào)壓閥，用于調(diào)節(jié)真空調(diào)壓筒內(nèi)的氣體壓力；

加壓底座，所述加壓底座內(nèi)設(shè)有壓力腔，壓力腔底部與空壓機(jī)連接，壓力腔內(nèi)設(shè)有壓力膜，壓力膜的上方設(shè)有活塞導(dǎo)桿，所述活塞導(dǎo)桿位于靜止側(cè)壓力儀容器底部。

進(jìn)一步地，所述氣壓式靜止側(cè)壓力儀還包括操作臺(tái)，所述加壓底座位于操作臺(tái)上，加壓底座上設(shè)有固定架，靜止側(cè)壓力儀容器位于固定架內(nèi)，側(cè)壓力腔上方的固定頂蓋固定于固定架上，所述固定架上還設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器與靜止側(cè)壓力儀容器相連，用于測量試樣的壓縮量。

進(jìn)一步地，所述操作臺(tái)上設(shè)有若干個(gè)加壓底座，每個(gè)加壓底座對(duì)應(yīng)一個(gè)靜止側(cè)壓力儀容器。

進(jìn)一步地，所述操作臺(tái)為柜式操作臺(tái)，空壓機(jī)設(shè)置于柜式操作臺(tái)內(nèi)，調(diào)壓閥設(shè)置于柜式操作臺(tái)的臺(tái)面上。