[发明专利]用于模型试验的土压力测量装置及其标定方法

权利要求书

1.一种用于模型试验的土压力测量装置，其特征在于，包括设置有储水腔（11）的水箱（1）和与所述储水腔（11）连通的液柱管（2），所述储水腔（11）的顶部设置有挡水板（3），所述挡水板（3）上固定有活塞（4），所述活塞（4）滑动设置于端部敞开的活塞套筒（5）内，所述水箱（1）密封设置于隔离箱（6）中，所述隔离箱（6）包括刚性外壳（61）和填充于刚性外壳（61）内侧的缓冲球（62），所述隔离箱（6）的侧壁与所述水箱（1）的侧壁间隔设置；所述活塞（4）远离所述水箱（1）的一端与所述活塞套筒（5）通过柔性密封件（7）连接；所述活塞套筒（5）的顶部设置有检测所述活塞（4）是否回位的回位反馈机构（8）；所述液柱管（2）的顶端可拆卸连接有反冲装置（9）；

所述回位反馈机构（8）包括拨杆（81），所述拨杆（81）的中部枢轴连接于所述活塞套筒（5）上，所述拨杆（81）的一端横向延伸至所述活塞（4）的上方，所述拨杆（81）的另一端作为电闸开关（811）连接于电路上，所述活塞套筒（5）上设置有防止所述拨杆（81）向下转动的挡台（82）；

所述反冲装置（9）通过管道与液柱管（2）连接，所述反冲装置（9）在回位反馈机构（8）未检测到活塞回位的情况下连接使用，未回位的情况是当泥沙进入卡住活塞导致不能复位；所述反冲装置（9)为充气泵或水泵，用于向储水腔(11)中注水或气体来增加水压，将活塞（4）顶回原位。

2.根据权利要求1所述的用于模型试验的土压力测量装置，其特征在于，所述柔性密封件（7）包括分别设置于所述活塞套筒（5）顶端和所述活塞（4）顶端的第一环形凸台（71）和第二环形凸台（72），柔性防护布（73）的两端分别固定有与所述第一环形凸台（71）和所述第二环形凸台（72）固定的环形套（74），所述柔性防护布（73）的长度不小于所述活塞（4）的滑动量程。

3.根据权利要求1所述的用于模型试验的土压力测量装置，其特征在于，所述液柱管（2）的一端通入所述储水腔（11）的底部，所述液柱管（2）的另一端沿着竖直方向向上延伸，所述液柱管（2）上固定有液面高度刻度尺。

4.根据权利要求1所述的用于模型试验的土压力测量装置，其特征在于，所述隔离箱（6）的顶端合围于所述活塞套筒（5）外，所述隔离箱（6）内设置有夹层腔，所述缓冲球（62）填充于所述夹层腔中。

5.一种权利要求1~4中任一所述的用于模型试验的土压力测量装置的标定方法包括：

将土压力测量装置竖直埋于试验土中，使液柱管（2）位于试验土外并与大气接触，给试验土施加多组压力P₁，对应记录液柱管（2）中液面的高度变化值h₁，将h₁代入下式计算得到P₁与h₁的对应关系，

P₁-P₂=ρgh₁(1+d²/D²)

其中，P₂为大气压力，ρ为储水腔中所装液体的密度，g为重力加速度，d为液柱管的孔径，D为储水腔的内径；

除去覆盖在土压力测量装置上的试验土，观察回位反馈机构（8）中是否有电路接通信号，

若有电路接通信号，则活塞（4）回位正常；

若无电路接通信号，则将反冲装置（9）连接于液柱管（2）上，向储水腔（11）中通入液体或气体直至有电路接通信号。