[实用新型]一种微型室内静力触探测试系统

摘要

本实用新型公开了一种微型室内静力触探测试系统，属于土木工程领域。针对传统的电测静力触探试验装置的精度不足，抗干扰能力差，不适用于室内试验等问题，本实用新型提供一种利用光纤光栅传感器作为量测部件的微型静力触探探头，并改良静力触探的贯入装置，使其具有精度高、抗干扰能力强的特点。本实用新型主要包括探头部分、贯入装置以及环境温度箱三个部分，利用光纤光栅传感器作为探头内部的高精度量测部件，给出了光纤光栅应变值与不排水抗剪强度的关系式，并利用多个不同尺寸的探头同时贯入的试验，提出了得到室内海洋软土不排水抗剪强度的优选方法。

主权项

1.一种微型室内静力触探测试系统，其特征在于，该测试系统包括探头、中空探杆(16)、孔隙可调式移动滑块(17)、滑块定位螺栓(18)、光纤光栅波长解调仪(19)、试验土样(20)、直线模组(21)、步进式电机(22)、环境温度箱(23)和温度传感器(24)；所述的探头包括变形柱(1)、光纤光栅测斜传感器底座(2)、摩擦套筒(3)、锥尖(4)、光纤光栅应变片(5)、探杆接头(6)、光纤光栅测斜传感器(7)、孔隙水阀芯(8)、柔性滤网一(9)、密封头(10)、光缆(11)、密封圈一(12)、密封圈二(13)、密封圈三(14)和柔性滤网二(15)；/n所述变形柱(1)中间开有通孔，便于光缆(11)穿过；变形柱(1)的上部直径小，中下部直径大；中部的柱身上设有两对凹槽，两对凹槽上下分布，每对凹槽对称设置于变形柱(1)的径向方向，变形柱(1)的下部轴向开设空腔，为光纤光栅测斜传感器(7)提供安放空间；/n所述变形柱(1)的中下部外侧套设摩擦套筒(3)，摩擦套筒(3)上端延伸至变形柱(1)小直径部分，下端超过变形柱(1)下端；变形柱(1)与摩擦套筒(3)之间螺纹连接，且凹槽中设有光纤光栅应变片(5)，位于上方的一对光纤光栅应变片(5)能够得到锥尖阻力加侧壁摩阻力共同作用的应变值；位于下方的一对光纤光栅应变片(5)能够得到锥尖阻力作用的应变值；/n所述变形柱(1)的上部套设探杆接头(6)，所述的探杆接头(6)为三级阶梯轴状，两端的阶梯轴直径小，中间阶梯轴的直径大，且外径与摩擦套筒(3)的外径一致；探杆接头(6)下端的阶梯轴插入变形柱(1)与摩擦套筒(3)上端之间的空隙中，实现固连，并且，探杆接头(6)轴肩与摩擦套筒(3)上端面之间设置柔性滤网二(15)，允许孔隙水进入，为变形柱(1)产生一定程度的变形提供空间；变形柱(1)上端与探杆接头(6)上端通过密封头(10)密封，用于防止水进入影响变形柱的性质；/n所述变形柱(1)的下端与光纤光栅测斜传感器底座(2)相连；光纤光栅测斜传感器底座(2)为凸形圆柱，下半部圆柱直径小，上半部圆柱直径大，且与变形柱(1)中下部直径一致；光纤光栅测斜传感器底座(2)的上端固定光纤光栅测斜传感器(7)，光纤光栅测斜传感器(7)位于变形柱(1)下部的空腔中，用于测量探头的倾斜角度；光纤光栅测斜传感器底座(2)的下端与孔隙水阀芯(8)相连，用于阻挡外界孔隙水进入，并将锥尖阻力传递给变形柱(1)；/n所述摩擦套筒(3)的下端设置锥尖(4)，锥尖(4)包覆于光纤光栅测斜传感器底座(2)下半部圆柱的外侧，且与孔隙水阀芯(8)螺纹连接，能确保锥尖阻力最终传递到变形柱(1)上；锥尖(4)与摩擦套筒(3)之间设置柔性滤网一(9)，允许孔隙水进入，为变形柱(1)产生一定程度的变形提供空间；/n所述光纤光栅测斜传感器底座(2)的上半部圆柱上套有密封圈一(12)，用于防止柔性滤网一(9)处的水继续进入影响变形柱(1)的性质；变形柱(1)、摩擦套筒(3)和探杆接头(6)的交接处设置密封圈二(13)，用于防止水进入影响变形柱(1)的性质；变形柱(1)、探杆接头(6)和密封头(10)交界处设置密封圈三(14)；/n所述光缆(11)中包含传递光纤光栅测斜传感器(7)倾斜角度信息的光纤，以及传递光纤光栅应变片(5)变形信息的光纤，用于将探头所测得的信息传递到光纤光栅波长解调仪(19)；/n所述中空探杆(16)下端与探头的探杆接头(6)上端螺纹连接，中空探杆(16)上端与孔隙可调式移动滑块(17)螺纹连接，用于带动中空探杆(16)沿横杆移动，以实现不同点的静力触探；/n所述孔隙可调式移动滑块(17)内设有孔，可用于通过孔将光缆(11)引出至光纤光栅波长解调仪(19)，孔隙可调式移动滑块(17)上部通过滑块定位螺栓(18)固定于直线模组(21)的横杆上；/n所述步进式电机(22)与直线模组(21)相连，能带动直线模组(21)在竖直方向运动；进而使探头进入顶端有一开口的环境温度箱(23)中，并最终贯入试验土样(20)中；/n所述环境温度箱(23)中的温度可调，内设温度传感器(24)，用于测量试验土样(20)内的温度。/n