專利名稱：探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種探針式土體孔隙水壓力測(cè)量裝置，尤其是用于巖土環(huán)剪試驗(yàn)過程中 測(cè)量土樣不同深度和不同部位處的孔隙水壓力，屬于巖土工程試驗(yàn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國是世界上遭受滑坡災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。這些滑坡災(zāi)害發(fā)生數(shù)量多、頻度高、產(chǎn) 生的地質(zhì)條件和成因機(jī)制復(fù)雜，對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)、生活以及各項(xiàng)工程建設(shè)的順利進(jìn)行產(chǎn)生 了直接的威脅，嚴(yán)重妨礙了我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。
在對(duì)滑坡現(xiàn)象的研究當(dāng)中，針對(duì)下伏軟弱滑動(dòng)帶處土的力學(xué)性質(zhì)的研究是當(dāng)前迫切需要 解決的關(guān)鍵性問題之一。通過試驗(yàn)研究土在剪切過程中的力學(xué)性質(zhì)是滑坡研究當(dāng)中最具控制 意義的環(huán)節(jié)。其中，環(huán)剪儀是研究土在剪切過程中變形與強(qiáng)度變化特性最為有效的手段。環(huán) 剪儀的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是使土樣沿上下各自獨(dú)立的環(huán)狀剪切盒中部的預(yù)設(shè)面進(jìn)行剪切，通過各種傳 感設(shè)備監(jiān)測(cè)剪切過程中土體的變形、強(qiáng)度變化和孔隙水壓力的變化。目前，對(duì)于環(huán)剪試驗(yàn)過 程中孔隙水壓力的監(jiān)測(cè)主要是在靠近剪切面處的剪切盒內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)形透水石，并使其與設(shè)置 在剪切盒外側(cè)的孔隙水壓力傳感器相連，最后將孔隙水壓力傳感器監(jiān)測(cè)的孔隙水壓力值轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)傳輸?shù)接涗浽O(shè)備。這種孔隙水壓力監(jiān)測(cè)方法能夠監(jiān)測(cè)土體在剪切面處的孔隙水壓力。 但是，該監(jiān)測(cè)方法存在不足之處，包括l.加工工藝復(fù)雜，其需要在剪切盒內(nèi)側(cè)開槽，并埋 設(shè)環(huán)形透水石，導(dǎo)致試驗(yàn)部件生產(chǎn)成本高；2.其無法量測(cè)除剪切面附近以外其它部位土體內(nèi) 部的孔隙水壓力，因此無法反映試驗(yàn)過程中土體內(nèi)部孔隙水運(yùn)動(dòng)和變化情況，導(dǎo)致基于試驗(yàn) 結(jié)果的分析不能客觀反映實(shí)際情況，甚至導(dǎo)致偏差和錯(cuò)誤。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有環(huán)剪儀無法測(cè)量土體內(nèi)部不同部位和深度孔隙水壓力的不足，本實(shí)用新型 提供一種探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)。本探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)不僅加工方法簡便、 生產(chǎn)成低而且能夠準(zhǔn)確測(cè)量環(huán)剪試驗(yàn)過程中土體不同部位和深度處孔隙水壓力的變化情況。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)包括探 針式金屬測(cè)桿、錐形探頭、進(jìn)水孔、孔隙水壓力傳感器以及注水導(dǎo)管。其中，探針式金屬測(cè) 桿是一根中空金屬細(xì)圓管，其一端成錐形，作為探頭插入土樣當(dāng)中。測(cè)桿桿體上設(shè)置刻度， 用于測(cè)量測(cè)桿插入土樣中的深度。在金屬測(cè)桿靠近錐形探頭處設(shè)置數(shù)個(gè)圓形進(jìn)水孔，以便土 樣中的水能與測(cè)桿中的水連通。為了防止試驗(yàn)時(shí)土顆粒堵塞進(jìn)水孔，在進(jìn)水孔外捆扎包裹一 層濾布，同時(shí)在濾布外層包裹細(xì)金屬絲網(wǎng)并與測(cè)桿桿體焊接牢固。探桿上端與孔隙水壓力傳 感器相連，用于量測(cè)孔隙水壓力?？紫端畨毫鞲衅魍ㄟ^導(dǎo)線與數(shù)據(jù)記錄器相連。在探桿上 端側(cè)面開一注水孔并與注水導(dǎo)管相連，用于試驗(yàn)時(shí)向測(cè)桿中注水。 本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)利用金屬測(cè)桿可以直接插入土樣當(dāng)中的特點(diǎn)，通過使測(cè)桿當(dāng)中的水與土樣中 的水連通，進(jìn)而將土中的孔隙水壓力傳導(dǎo)至金屬測(cè)桿上部的孔隙水壓力傳感器，達(dá)到測(cè)量土 樣內(nèi)部孔隙水壓力的目的。同時(shí)，通過讀取金屬測(cè)桿上的刻度可以精確測(cè)量測(cè)桿插入土體內(nèi) 的深度，進(jìn)而判斷土樣不同深度處的孔隙水壓力。此外，通過在土樣不同部位設(shè)置多個(gè)本測(cè) 量計(jì)，可以達(dá)到對(duì)土樣中的孔隙水進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)的目的。
本探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，測(cè)量效果良好。對(duì)于提高環(huán)剪 試驗(yàn)的精度以及真實(shí)反映土體中孔隙水壓力變化和運(yùn)動(dòng)具有顯著效果，對(duì)于研究土剪切過程 中水的作用具有十分重要的意義。


圖1探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)示意圖圖2探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)實(shí)施例圖
圖中l(wèi).金屬測(cè)桿，2.孔隙水壓力傳感器，3.導(dǎo)線，4.數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，5.注水導(dǎo)管，6.閉合開 關(guān)，7.錐形探頭，8.進(jìn)水孔，9.濾布，IO.金屬絲網(wǎng)，ll.刻度。
具體實(shí)施方式
在圖1中，探針式金屬測(cè)桿(1)上端與孔隙水壓力傳感器(2)相連，孔隙水壓力傳感器則通 過導(dǎo)線(3)傳輸信號(hào)并與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備(4)連接。金屬測(cè)桿(1)上部靠近孔隙水壓力傳感器(2)處 與注水導(dǎo)管(5)連接，導(dǎo)管上設(shè)置閉合開關(guān)(6)。探針式金屬測(cè)桿(1)下端設(shè)有錐形探頭(7)，用 于使金屬測(cè)桿(l)插入土樣中。金屬測(cè)桿(1)下端設(shè)置進(jìn)水孔(8)，用于連通金屬測(cè)桿(l)內(nèi)外的 水。進(jìn)水孔(8)外側(cè)包裹濾布(9)和金屬絲網(wǎng)(10)
在圖2所示實(shí)例中，首先將金屬測(cè)桿(1)與孔隙水壓力傳感器(2)相連，打開注水導(dǎo)管(5)向 金屬測(cè)桿(l)內(nèi)部注水，直至金屬測(cè)桿(l)內(nèi)腔充滿水，然后關(guān)閉注水開關(guān)(6)。將金屬測(cè)桿(l) 從剪切盒上部垂直插入土樣當(dāng)中。通過錐形探頭(7)與土樣的接觸，感知金屬測(cè)桿(l)是否插入 土中，并由金屬測(cè)桿(l)側(cè)面上的刻度(ll)讀取插入深度。根據(jù)插入土樣的不同深度，測(cè)量相 應(yīng)的孔隙水壓力。也可以采用在土樣中設(shè)置多個(gè)探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)的方法，測(cè)量 土樣不同部位的孔隙水壓力變化情況。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，經(jīng)濟(jì)性和適用性俱佳，具有重要的研究應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求1.探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，其特征在于通過探針式金屬測(cè)桿、錐形探頭、進(jìn)水孔、孔隙水壓力傳感器以及注水導(dǎo)管測(cè)量土體不同部位和深度處孔隙水壓力的變化情況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，其特征在于探針式金屬測(cè)桿是一根中 空金屬細(xì)圓管，其一端成錐形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，其特征在于測(cè)桿桿體上設(shè)置刻度，用 于測(cè)量測(cè)桿插入土樣中的深度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，其特征在于在金屬測(cè)桿靠近錐形探頭 處設(shè)置數(shù)個(gè)圓形進(jìn)水孔，以便土樣中的水能與測(cè)桿中的水連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，其特征在于在進(jìn)水孔外捆扎包裹一層 濾布，同時(shí)在濾布外層包裹細(xì)金屬絲網(wǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，其特征在于探桿上端側(cè)面開一注水孔 并與注水導(dǎo)管相連，用于試驗(yàn)時(shí)向測(cè)桿中注水。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)，屬于巖土試驗(yàn)領(lǐng)域。本探針式土體孔隙水壓力測(cè)量計(jì)包括探針式金屬測(cè)桿、錐形探頭、進(jìn)水孔、孔隙水壓力傳感器以及注水導(dǎo)管。本實(shí)用新型利用金屬測(cè)桿可以直接插入土樣當(dāng)中的特點(diǎn)，通過金屬測(cè)桿上部的孔隙水壓力傳感器精確測(cè)量巖土環(huán)剪試驗(yàn)過程中土樣不同深度和部位處的孔隙水壓力。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，經(jīng)濟(jì)性和適用性俱佳，具有重要的研究應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01L11/00GK201429486SQ20092002902
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者于廣明, 勇 洪, 鄭孝玉 申請(qǐng)人:勇 洪