[发明专利]具有柔性测试表面的土压力测试仪

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种能置于土体内部准确测量土压力的测试装置，特指可自动适应所测试散体材料刚度条件，防止土体拱效应影响测试结果的新型装置。

背景技术

目前，为保证挡土结构物的安全，常要求量测作用于结构物上的土压力，或在进行科学研究时，要求准确量测土体内部的土压力状态。现阶段广泛采用的测定方法是将土压力盒埋置于结构物上或土体中，然后采用读数仪对土压力数据进行读取。但由于土压力盒表面一般由不锈钢等刚度较大材料制成，当土体发生变形时，土压力盒表面形成拱效应，极大的影响了所测量土压力值的准确性。若在土压力测试设备受压表面采用柔性材料代替，可提高土压力测试的精确性，对工程控制与科学试验数据的解释十分有利，目前仍没有此类装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种土压力测试的精确性高的具有柔性测试表面的土压力测试仪。

为了解决上述技术问题，本发明提供的具有柔性测试表面的土压力测试仪，外壳的受压面设有弹性测试表面且所述的外壳和所述的弹性测试表面制成密封体，在所述的外壳内设有一与所述的弹性测试表面对应的带孔的具有导电功能的支架，所述的具有导电功能的支架与所述的弹性测试表面保持一定距离，使所述的弹性测试表面不受力时与所述的具有导电功能的支架保持脱离状态，所述的弹性测试表面上贴有金属触点，所述的金属触点由导线经电缆将电信号传至测试仪外；所述的外壳装有充气口以及高精度气压力传感器。

所述的弹性测试表面由橡皮膜制成，且所述的外壳由高分子材料圆环制成。

采用上述技术方案的具有柔性测试表面的土压力测试仪，实现方法是：在土体内部置入一个特制的橡胶气囊，当土体在外部条件下产生内部土压力时，会使橡胶气囊发生压缩并紧贴于内部支架上，此时对橡胶气囊充入压缩空气，当橡胶气囊与内部支架脱离时，气囊内气体压力即为外部土压力。摒弃常规土压力盒中采用钢弦频率或电阻应变计量测土压力的方式，改用气压量测实现，其表面刚度较小，通过调节通入压力盒气体均匀分布与受压表面，从而达到精确测量土压力的目的。

综上所述，本发明是一种土压力测试的精确性高且结构简单、制造方便、性能可靠的具有柔性测试表面的土压力测试仪。

附图说明

图1是具有柔性测试表面的土压力测试装置整体外观示意图；

图2是具有柔性测试表面的土压力测试装置剖面图；

图3是支架结构示意图。

具体实施方式

参考图1、图2和图3，外壳由高分子材料圆环2制成密封体，在高分子材料圆环2的受压面设有坚固且具有良好弹性的橡皮膜1，高分子材料圆环2和橡皮膜1制成密封体，在高分子材料圆环2内橡皮膜1下设有一带孔8的由不锈钢制作的支架7，支架7具有导电功能，支架7具有微小的弧度或与橡皮膜1保持一定距离，使橡皮膜1不受力时与支架7保持脱离状态，橡皮膜1上贴有金属触点4，金属触点4由导线经电缆3将电信号传至测试仪外；高分子材料圆环2内装有充气口5以及高精度气压力传感器6。

参考图1、图2和图3，使用时，首先将具有柔性表面的土压力测试仪置于测试位置，当作用于橡皮膜1上的土压力变大时，橡皮膜1会紧贴于支架7，这时橡皮膜1上的金属触点4通过支架7处于连通状态，连通状态时控制外接气泵通过充气口5自动对高分子材料圆环2内充压缩空气，压缩空气通过孔8作用于橡皮膜1使橡皮膜1向外克服土压力顶出，直到金属触点4再次与支架7断开连接，任意时刻橡皮膜1上所受的土压力与压力盒内部精度气压传感器6的量测的气压力相等；当外部土压力减小时，通过对高精度气压传感器6的连续量测，当气压减小量超过一定数值，仪器将自动对测试仪卸压，并通过橡皮膜1与支架7之间的开关效应，自动将压力盒内气压力调整至与量测土压力相等，以达到观测目的。