[发明专利]砂土介质中嵌入式土压力盒简易标定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器标定装置，特别是涉及砂土介质中嵌入式土压力盒简易标定装置，可用于室内模型试验中量测砂土介质中土压力值的土压力盒的标定。

背景技术

作用在挡土墙上的土压力问题一直是大家普遍关注的问题，因此进行了大量室内模型试验以研究土压力的大小和分布，在研究中经常会涉及到砂土介质中土压力盒的标定问题。土压力盒出厂时常采用液标或气标，但由于在砂土介质中土拱效应的存在以及受力面的变形、土压力盒面的剪应力等会减小盒面上所受的力，另外砂土的粗细、密度和刚度都会对土压力盒的量测值有一定的影响，故有必要在砂土介质中进行试验条件下同种砂土和同种密度的标定试验。以往的砂标试验中，或采用加载板上加砝码、加气压或通过控制离心加速度加载，加砝码的方法则无法标定较大量程的土压力盒，加气压或通过离心机实现加载的方法则由于试验条件的受限较难实现。因此利用较为简便的方法标定土压力盒是迫切需要解决的问题。

大量研究表明土压力盒的埋设方式对土压力盒量测值有较大的影响，针对一般土压力盒，常采用下铺一层砂再上覆一层砂的方式(使土压力盒在砂土中间)，但针对嵌入式土压力盒，土压力盒的背面应该是刚性的，下铺的一层砂子无法保证绝对刚性，且对于嵌入式土压力盒需要土压力盒表面与量测土压力面要齐平，再加之为适应不同尺寸的土压力盒，需要设置特定埋设底座以满足这些需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了砂土介质中嵌入式土压力盒简易标定装置，解决了较为简便测定砂土介质中相对较大量程的土压力盒标定，以及不同尺寸嵌入式土压力盒的埋设问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种砂土介质中嵌入式土压力盒简易标定装置，包括相互平行的反力架底板和反力架顶板、丝杆、嵌入式土压力盒埋设系统、圆筒、刚柔性组合加载板、下刚性圆盘、量力环、上刚性圆盘和螺旋式千斤顶；所述反力架顶板的四个角处开有通孔，反力架底板的相应位置处开有螺孔，四根竖直的丝杆分别穿过通孔和螺孔，通过紧固螺帽将反力架底板和反力架顶板固定连接；所述嵌入式土压力盒埋设系统由微型土压力盒、外套圆环、上覆刚性薄片和底座组成，所述微型土压力盒置于外套圆环内，外套圆环的侧壁开有土压力盒信号传输孔洞；所述底座为圆柱体结构，上表面开有卡固圆筒槽，中间留有外套圆环埋设孔洞，侧壁开有土压力盒信号传输线槽；所述微型土压力盒的信号传输线依次穿过土压力盒信号传输孔洞、土压力盒信号传输线槽；在外套圆环埋设孔洞的底部开有两个土压力盒预留小孔；在土压力盒信号传输线槽的上端覆盖一上覆刚性薄片；所述的圆筒的内侧表面均匀涂抹凡士林，在凡士林表面贴一层塑料薄膜；将圆筒扣于底座的卡固圆筒槽中；所述刚柔性组合加载板包括从上至下依次贴合的上刚性加载板、中柔性加载板和下刚性加载板，所述上刚性加载板、中柔性加载板和下刚性加载板均为圆盘状结构，直径一致，且略小于圆筒的内径；所述下刚性圆盘置于上刚性加载板上表面中心位置，所述量力环置于下刚性圆盘上表面；所述量力环采用压式量力环，量力环的环体采用弹簧钢制成，百分表固定于量力环杠杆上；所述螺旋式千斤顶的千斤顶底座通过底座紧固螺丝固定在反力架顶板下表面；螺旋式千斤顶的侧面设有顶升手杆，顶部设有升降杆；升降杆的底端通过螺丝固定上刚性圆盘。

进一步地，所述反力架底板和反力架顶板采用钢板制成；丝杆采用钢制丝杆制成；圆筒为钢制圆筒；底座为不固定钢制底座。

进一步地，所述外套圆环的外径比外套圆环埋设孔洞直径略小，所述外套圆环的内径比微型土压力盒直径略大。

进一步地，所述的下刚性加载板和上刚性加载板采用1-2cm厚的钢板制成，中柔性加载板采用1-2cm厚的硬质硅胶材料制成，中柔性加载板厚度较下刚性加载板和上刚性加载板的厚度略大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中所采用的加荷装置采用螺旋式千斤顶，便于施加相对较大的荷载且较为便捷，选用螺旋式千斤顶并采用螺丝固定于反力架顶板上，是基于以下方面的考虑：普通液压千斤顶只能施加向上或者水平的力，将液压千斤顶倒置则无法施加向下的力；液压千斤顶在施加力的时候需要在竖直方向对千斤顶手柄施加力，故这部分力也会向下传递，而螺旋千斤顶施加的力是在竖向平面内环向的力，不会向下传递。