[实用新型]用于黄土及软土的压入式三向土压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及土压力检测领域，特别涉及一种用于黄土及软土的压入式三向土压力传感器。

背景技术

岩土介质中土压力测量是土力学理论和岩土工程实验研究中的一个重要内容，大量岩土工程理论和实际中问题的解决，往往依靠现场模型或模型试验直接的测量结果，目前土测量的基本方法是采用将土压力传感器埋于土中或者埋于土中结构物表面，进而对土压力进行直接测量。由于相较其他测量方式条件更易达到，土压力传感器仍然是世界各国进行土介质实验研究的基本工具。

在实际运用过程中，传统的圆盘结构的土压力传感器，在测量黄土及软土压力时，存在以下问题：

(1)多采用探井安装的方式，施工周期长，难度大，成本高，尤其是在松软岩土体或水下安装时，施工困难，坍孔风险较大；

(2)安装过程需要较大的工作面，造成传感器周边岩土体扰动，改变了原来的应力场，使得传感器测出的实际压力与真实压力有误差；

(3)一个传感器仅能测定一个方向的土压力；传感器置于深部，传感器本身无法侦测位置变化，在滑坡等监测中，传感器位置或角度变化，严重影响测量成果；

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种用于黄土及软土的压入式三向土压力传感器，简化黄土及软土的土压力的测量，提高测量精度。

本实用新型的技术方案是：用于黄土及软土的压入式三向土压力传感器，包括探头外壳，所述探头外壳包括用于连接触探杆的探头外壳卡扣部分以及与该探头外壳卡扣部分连接的位于探头外壳卡扣部分下方的探头外壳上部；所述探头外壳上部的侧壁的下部由三个互为60°夹角的平面围成，且三个互为60°夹角的平面之间的三条相交线不同时平行；在每个平面的中部位置开有圆形卡槽，所述圆形卡槽内覆盖并固定有刚性片，所述刚性片的中心固定有附着于其上的电阻应变片；所述电阻应变片通过信号引线与设于探头外壳内部的现场总线式采集模块信号连接，所述现场总线式采集模块通过传感器引线与上位机信号连接；所述探头外壳内部还水平固定有电子罗盘，电子罗盘通过电子罗盘引线与上位机信号连接。

较佳地，所述圆形卡槽的直径为30mm；所述刚性片为钢片，钢片的直径为29mm，厚度为1mm；所述钢片固定于所述圆形卡槽内。

较佳地，所述探头外壳上部的侧壁为圆柱面，圆柱面的圆柱直径为48mm。

较佳地，所述探头外壳上部的中部开有用于引出传感器引线以及电子罗盘引线的通孔。

较佳地，所述现场总线式采集模块的信号输出的传感器引线、电子罗盘的信号输出的电子罗盘引线的输出信号通过A/D转换后，直接将数据传入上位机进行数据分析和处理。

较佳地，所述探头外壳上部与探头外壳卡扣部分之间的连接方式是卡扣连接；探头外壳卡扣部分与触探杆螺纹连接。

较佳地，所述现场总线式采集模块采用舟正科技公司生产的型号为 DAQM-4202的采集模块。

本实用新型的有益效果：本实用新型实施例中，提供一种用于黄土及软土的压入式三向土压力传感器，与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优点：

1、本实用新型采用自压入式结构，在黄土及软土地区测试土压力时，不需要进行回填，安装迅速，节约成本。

2、本实用新型采用三相压力传感器和电子罗盘相结合的方式，可实现传感器位置精确定位及压力的更精准测量。

3、本实用新型适用于测试地下水位以下土层的土压力，解决了成孔难及成本高昂的问题。

4、通过现场总线式采集模块采集应变片及电子罗盘测量数据，直接放大传输减少信号衰减，使得信号不受干扰，提高测量精度。

本实用新型传感器的体积小，能耗低，结构简单，成本较现有技术大大降低。

附图说明

图1为本实用新型传感器的整体结构示意图；

图2为本实用新型传感器的内部连接示意图；

图3是应用本实用新型的传感器进行加载过程的工作原理图。

附图标记说明：

1、传感器引线；2、通孔；3、探头外壳卡扣部分；4、探头外壳上部；5、现场总线式采集模块；6、电子罗盘；7、刚性片；8、电阻应变片；9、触探架；10、触探杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。