[发明专利]一种土压力和孔隙水压力监测装置

说明书

本发明公开了一种土压力和孔隙水压力监测装置，包括环形盒体，盒体中部设置有隔板，将盒体分隔为上、下空腔；土压力承压膜的周边连接到盒体的上部，连接部位还设置有环形密封圈；土压力应变片连接到土压力承压膜的下表面，位于盒体的上空腔内；孔隙水压力承压膜的周边连接到盒体的下部，连接部位还设置有环形密封圈；孔隙水压力应变片连接到孔隙水压力承压膜的上表面，位于盒体的下空腔内；孔隙水压力承压膜的下表面还覆盖有透水石，透水石的周边也连接到盒体；土压力应变片和孔隙水压力应变片分别连接有导线，导线引出盒体外。本发明集成了土压力监测和孔隙水压力监测，为土工离心模型试验提供了一种简便高效的监测装置。

技术领域

本发明涉及岩土工程监测技术领域，特别是一种土压力和孔隙水压力监测装置。

背景技术

土工离心模型试验是采用与原型相同或相似材料，按照原型的1/n比尺制作成模型，置于土工离心机高速旋转形成的ng人造重力场中进行试验。由于缩尺所造成的自重应力损失通过施加的超重力作用得到补偿，从而保证了模型与原型具有相同的应力状态，反映出与原型相似的变形和破坏过程。因此，土工离心模型试验是解决岩土工程领域问题的重要研究手段。

土工离心模型试验具有高转速、高应力场、模型尺寸小等特点，在高速转动的离心环境下，埋置在模型土中的传感器及导线将会与模型一起放大相同的倍数，布置过多的传感器则会对试验结果造成不可忽视的误差。在土工离心模型试验中往往需要监测土的土压力和孔隙水压力等，目前土压力盒监测结果为水土合力，因此必须在土压力盒附近、同一高度处埋置孔隙水压力计，进而才可得到该位置处的土压力和孔隙水压力，这样便会增加传感器数量，过多的传感器在土工离心环境中会对试验结果造成误差。土工离心模型尺寸小，埋设传感器的空间有限，因此传感器的数量受到很大的限制，如何布置有限的传感器，能够获取更多的试验数据，同时又不影响试验结果，已成为土工离心技术发展的必然趋势。

由此可见，在土工离心模型试验中通过埋置土压力盒和孔隙水压力计，分别监测土中的土压力和孔隙水压力，这样不仅增加了试验成本、浪费人力、获取数据有限，还对试验结果产生了一定的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于土工离心机中同时监测土压力和孔隙水压力的装置，充分利用现有监测传感器的空间，以保证在相同的试验误差允许范围内、相同的传感器数量获取2倍的试验数据，为更好地分析和解决岩土工程问题提供有力的数据支撑。水压力具有各向同性，相同位置处各个方向上的水压力相等，土压力各个方向受到的压力不一定相等，布置该装置的时候首先考虑土压力的作用面，可同时保证满足试验要求，使之克服现有技术的缺点。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种土压力和孔隙水压力监测装置，包括环形的盒体，盒体中部设置有隔板，将盒体分隔为上、下空腔；土压力承压膜的周边连接到盒体的上部，连接部位还设置有环形密封圈；土压力应变片连接到土压力承压膜的下表面，位于盒体的上空腔内；孔隙水压力承压膜的周边连接到盒体的下部，连接部位还设置有环形密封圈；孔隙水压力应变片连接到孔隙水压力承压膜的上表面，位于盒体的下空腔内；孔隙水压力承压膜的下表面还覆盖有透水石，透水石的周边也连接到盒体；土压力应变片和孔隙水压力应变片分别连接有导线，导线引出盒体外。

本发明的有益效果在于，

(1)装置设计新颖合理，结构简单，尺寸小、易于加工安装，便于在土工离心模型试验中使用。

(2)节省传感器布置空间，可同时监测同一位置处的土压力和孔隙水压力，避免在离心环境中布置过多传感器对试验结果造成影响。

(3)精度高、量程大，可根据试验需要进行定制。

本发明集成了土压力监测和孔隙水压力监测，为土工离心模型试验提供了一种简便高效的监测装置，实现对土工离心机中模型土同一位置处的土压力和孔隙水压力的同时监测，克服了试验中传感器布置的局限性，为进一步研究和解决岩土工程问题提供更多的数据支撑。