[發明專利]一種基于形狀記憶聚合物支撐的土壓力計

有效

• 申請號: 202110634672.8
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113375848B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 冷勁松;陳祖煜;劉彥菊;胡晶;李豐豐;李建勇;田超;朱曉勇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 萬娟

本發明提供了一種基于形狀記憶聚合物支撐的土壓力計，涉及巖土工程壓應力檢測技術領域，具體包括殼體、隔離環、承壓蓋、承壓筒、壓力傳感器和用于給所述承壓筒加熱的加熱組件，所述隔離環固設于所述殼體內側壁上以用于將所述承壓筒安裝在所述殼體內腔，所述承壓筒為兩端開口的中空筒體且所述承壓筒由形狀記憶聚合物材料制成，所述承壓蓋設于所述承壓筒頂部且與所述殼體內側壁滑動連接，所述承壓蓋的底部固設有伸長桿，所述伸長桿的底部延伸至所述承壓筒內腔且與所述壓力傳感器的受力面之間留有間隙。本發明利用承壓筒的變剛度特性，可充分保護壓力傳感器，且其變形后的結構穩定性好，可進行多次測量。

技術領域

本發明涉及巖土工程壓應力檢測技術領域，具體而言，涉及一種基于形狀記憶聚合物支撐的土壓力計。

背景技術

土壓力計是測試土體對土中構筑物應力變化量的重要儀器，適用于長期測量邊坡、基坑、隧道、堤壩等構筑物所承受土體的壓應力。以最常用的弦振式土壓力計為例，其工作原理為：當被測構筑物內土應力發生變化時，通過感應板產生變形，傳遞給振弦并轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至顯示器，即可測量出被測構筑物的所承受的土壓力值。隨著地下空間開發的飛速發展，基坑開挖、隧道建設等巖土工程中的開挖深度越來越大，地下連續墻的深度也隨之越來越深，地下連續墻兩側產生較大的土壓力，往往會導致地下連續墻的變形、開裂甚至坍塌等，因此準確掌握地下連續墻墻體外側的土壓力顯得十分重要。

但是由于巖土工程的土體埋填、充基等過程中會不斷有沖擊作用，傳統的土壓力計在埋設后，在不斷的沖擊下，測量結果會受到影響甚至造成土壓力計零部件損壞，導致數據測量結果誤差大，進而增加工程難度。因此，如何使土壓力計既不受沖擊等作用的影響、又能精確測得最終土體埋填、充基后的土壓力值是巖土工程類亟需解決的問題。

發明內容

針對以上現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種基于形狀記憶聚合物支撐的土壓力計。

為實現上述目的，本發明具體通過以下技術實現：

一種基于形狀記憶聚合物支撐的土壓力計，包括殼體、隔離環、承壓蓋、承壓筒、壓力傳感器和用于給所述承壓筒加熱的加熱組件，所述隔離環固設于所述殼體內側壁上以用于將所述承壓筒安裝在所述殼體內腔，所述承壓筒為兩端開口的中空筒體且所述承壓筒由形狀記憶聚合物材料制成，所述壓力傳感器設于所述承壓筒的正下方，所述承壓蓋設于所述承壓筒頂部且與所述殼體內側壁滑動連接，所述承壓蓋的底部固設有伸長桿，所述伸長桿的底部延伸至所述承壓筒內腔且與所述壓力傳感器的受力面之間留有間隙。

進一步地，所述隔離環的頂部設有定位槽，所述承壓筒的底部設于所述定位槽內。

進一步地，所述壓力傳感器、所述承壓筒、所述伸長桿和所述承壓蓋同軸線設置。

進一步地，所述加熱組件包括加熱膜和溫度傳感器，所述加熱膜設于所述承壓筒內側壁上，所述溫度傳感器設于所述承壓筒外側壁上。

進一步地，所述隔離環和所述殼體上均設有通孔用于輸送所述加熱膜和所述溫度傳感器的導線至所述殼體外部。

進一步地，所述殼體包括缸筒和底座，所述缸筒與所述底座通過螺紋配合連接。

進一步地，所述底座頂部設有安裝槽，所述壓力傳感器設于所述安裝槽內。

進一步地，還包括柱狀體，所述柱狀體采用形狀記憶聚合物材料制成且經預拉伸處理，所述柱狀體設于所述壓力傳感器和/或所述伸長桿的底部，所述柱狀體表面設置有加熱組件。

進一步地，所述柱狀體與所述壓力傳感器和/或所述伸長桿之間設有隔熱板。

進一步地，還包括套設于所述殼體外側的橡膠套，所述橡膠套為頂部封閉、底部開口的中空柱狀結構。

另外，本發明提供了如上所述的基于形狀記憶聚合物支撐的土壓力計的使用方法，包括以下步驟：