專利名稱：探針式土體孔隙水壓力測量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種探針式土體孔隙水壓力測量裝置，尤其是用于巖土環(huán)剪試驗過程中 測量土樣不同深度和不同部位處的孔隙水壓力，屬于巖土工程試驗領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國是世界上遭受滑坡災(zāi)害最嚴重的國家之一。這些滑坡災(zāi)害發(fā)生數(shù)量多、頻度高、產(chǎn) 生的地質(zhì)條件和成因機制復(fù)雜，對當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)、生活以及各項工程建設(shè)的順利進行產(chǎn)生 了直接的威脅，嚴重妨礙了我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。
在對滑坡現(xiàn)象的研究當(dāng)中，針對下伏軟弱滑動帶處土的力學(xué)性質(zhì)的研究是當(dāng)前迫切需要 解決的關(guān)鍵性問題之一。通過試驗研究土在剪切過程中的力學(xué)性質(zhì)是滑坡研究當(dāng)中最具控制 意義的環(huán)節(jié)。其中，環(huán)剪儀是研究土在剪切過程中變形與強度變化特性最為有效的手段。環(huán) 剪儀的設(shè)計特點是使土樣沿上下各自獨立的環(huán)狀剪切盒中部的預(yù)設(shè)面進行剪切，通過各種傳 感設(shè)備監(jiān)測剪切過程中土體的變形、強度變化和孔隙水壓力的變化。目前，對于環(huán)剪試驗過 程中孔隙水壓力的監(jiān)測主要是在靠近剪切面處的剪切盒內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)形透水石，并使其與設(shè)置 在剪切盒外側(cè)的孔隙水壓力傳感器相連，最后將孔隙水壓力傳感器監(jiān)測的孔隙水壓力值轉(zhuǎn)換 為電信號傳輸?shù)接涗浽O(shè)備。這種孔隙水壓力監(jiān)測方法能夠監(jiān)測土體在剪切面處的孔隙水壓力。 但是，該監(jiān)測方法存在不足之處，包括l.加工工藝復(fù)雜，其需要在剪切盒內(nèi)側(cè)開槽，并埋 設(shè)環(huán)形透水石，導(dǎo)致試驗部件生產(chǎn)成本高；2.其無法量測除剪切面附近以外其它部位土體內(nèi) 部的孔隙水壓力，因此無法反映試驗過程中土體內(nèi)部孔隙水運動和變化情況，導(dǎo)致基于試驗 結(jié)果的分析不能客觀反映實際情況，甚至導(dǎo)致偏差和錯誤。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有環(huán)剪儀無法測量土體內(nèi)部不同部位和深度孔隙水壓力的不足，本實用新型 提供一種探針式土體孔隙水壓力測量計。本探針式土體孔隙水壓力測量計不僅加工方法簡便、 生產(chǎn)成低而且能夠準確測量環(huán)剪試驗過程中土體不同部位和深度處孔隙水壓力的變化情況。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是探針式土體孔隙水壓力測量計包括探 針式金屬測桿、錐形探頭、進水孔、孔隙水壓力傳感器以及注水導(dǎo)管。其中，探針式金屬測 桿是一根中空金屬細圓管，其一端成錐形，作為探頭插入土樣當(dāng)中。測桿桿體上設(shè)置刻度， 用于測量測桿插入土樣中的深度。在金屬測桿靠近錐形探頭處設(shè)置數(shù)個圓形進水孔，以便土 樣中的水能與測桿中的水連通。為了防止試驗時土顆粒堵塞進水孔，在進水孔外捆扎包裹一 層濾布，同時在濾布外層包裹細金屬絲網(wǎng)并與測桿桿體焊接牢固。探桿上端與孔隙水壓力傳 感器相連，用于量測孔隙水壓力。孔隙水壓力傳感器通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)記錄器相連。在探桿上 端側(cè)面開一注水孔并與注水導(dǎo)管相連，用于試驗時向測桿中注水。 本設(shè)計結(jié)構(gòu)利用金屬測桿可以直接插入土樣當(dāng)中的特點，通過使測桿當(dāng)中的水與土樣中 的水連通，進而將土中的孔隙水壓力傳導(dǎo)至金屬測桿上部的孔隙水壓力傳感器，達到測量土 樣內(nèi)部孔隙水壓力的目的。同時，通過讀取金屬測桿上的刻度可以精確測量測桿插入土體內(nèi) 的深度，進而判斷土樣不同深度處的孔隙水壓力。此外，通過在土樣不同部位設(shè)置多個本測 量計，可以達到對土樣中的孔隙水進行立體監(jiān)測的目的。
本探針式土體孔隙水壓力測量計，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，測量效果良好。對于提高環(huán)剪 試驗的精度以及真實反映土體中孔隙水壓力變化和運動具有顯著效果，對于研究土剪切過程 中水的作用具有十分重要的意義。


圖1探針式土體孔隙水壓力測量計示意圖圖2探針式土體孔隙水壓力測量計實施例圖
圖中l(wèi).金屬測桿，2.孔隙水壓力傳感器，3.導(dǎo)線，4.數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，5.注水導(dǎo)管，6.閉合開 關(guān)，7.錐形探頭，8.進水孔，9.濾布，IO.金屬絲網(wǎng)，ll.刻度。
具體實施方式
在圖1中，探針式金屬測桿(1)上端與孔隙水壓力傳感器(2)相連，孔隙水壓力傳感器則通 過導(dǎo)線(3)傳輸信號并與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備(4)連接。金屬測桿(1)上部靠近孔隙水壓力傳感器(2)處 與注水導(dǎo)管(5)連接，導(dǎo)管上設(shè)置閉合開關(guān)(6)。探針式金屬測桿(1)下端設(shè)有錐形探頭(7)，用 于使金屬測桿(l)插入土樣中。金屬測桿(1)下端設(shè)置進水孔(8)，用于連通金屬測桿(l)內(nèi)外的 水。進水孔(8)外側(cè)包裹濾布(9)和金屬絲網(wǎng)(10)
在圖2所示實例中，首先將金屬測桿(1)與孔隙水壓力傳感器(2)相連，打開注水導(dǎo)管(5)向 金屬測桿(l)內(nèi)部注水，直至金屬測桿(l)內(nèi)腔充滿水，然后關(guān)閉注水開關(guān)(6)。將金屬測桿(l) 從剪切盒上部垂直插入土樣當(dāng)中。通過錐形探頭(7)與土樣的接觸，感知金屬測桿(l)是否插入 土中，并由金屬測桿(l)側(cè)面上的刻度(ll)讀取插入深度。根據(jù)插入土樣的不同深度，測量相 應(yīng)的孔隙水壓力。也可以采用在土樣中設(shè)置多個探針式土體孔隙水壓力測量計的方法，測量 土樣不同部位的孔隙水壓力變化情況。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，經(jīng)濟性和適用性俱佳，具有重要的研究應(yīng)用價值。
權(quán)利要求1.探針式土體孔隙水壓力測量計，其特征在于通過探針式金屬測桿、錐形探頭、進水孔、孔隙水壓力傳感器以及注水導(dǎo)管測量土體不同部位和深度處孔隙水壓力的變化情況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測量計，其特征在于探針式金屬測桿是一根中 空金屬細圓管，其一端成錐形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測量計，其特征在于測桿桿體上設(shè)置刻度，用 于測量測桿插入土樣中的深度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測量計，其特征在于在金屬測桿靠近錐形探頭 處設(shè)置數(shù)個圓形進水孔，以便土樣中的水能與測桿中的水連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述探針式土體孔隙水壓力測量計，其特征在于在進水孔外捆扎包裹一層 濾布，同時在濾布外層包裹細金屬絲網(wǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述探針式土體孔隙水壓力測量計，其特征在于探桿上端側(cè)面開一注水孔 并與注水導(dǎo)管相連，用于試驗時向測桿中注水。
專利摘要本實用新型提供一種探針式土體孔隙水壓力測量計，屬于巖土試驗領(lǐng)域。本探針式土體孔隙水壓力測量計包括探針式金屬測桿、錐形探頭、進水孔、孔隙水壓力傳感器以及注水導(dǎo)管。本實用新型利用金屬測桿可以直接插入土樣當(dāng)中的特點，通過金屬測桿上部的孔隙水壓力傳感器精確測量巖土環(huán)剪試驗過程中土樣不同深度和部位處的孔隙水壓力。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，經(jīng)濟性和適用性俱佳，具有重要的研究應(yīng)用價值。
文檔編號G01L11/00GK201429486SQ20092002902
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者于廣明, 勇 洪, 鄭孝玉 申請人:勇 洪