本實用新型涉及一種扁鏟側脹儀，屬于巖土工程領域中一種能夠連續(xù)地測試土體原位電阻率的扁鏟側脹試驗裝置，具體涉及為一種電阻率扁鏟側脹探頭。

背景技術：

扁鏟側脹試驗是指利用靜力裝置將一鏟形探頭壓入試驗土層，加壓使扁鏟側面的圓形鋼膜向外擴張進行測試，是一種先進的原位測試技術，適用于一般黏性土、粉土、松散～中密砂土等，可用于判定土層類別與狀態(tài)，確定土的楊氏模量、靜止土壓力系數(shù)、基床系數(shù)、固結系數(shù)等物理力學指標。國際上自1980年開始在巖土工程勘察中廣泛應用扁鏟側脹試驗，我國于1998年才開始引進和使用這項技術，南光地質(zhì)儀器廠根據(jù)DMT試驗的原理，試制成功國產(chǎn)的DMT-W1 型扁鏟側脹儀，實現(xiàn)了扁鏟側脹試驗的基本功能。

土的電阻率是表征土體導電性的基本參數(shù)，是土的固有物理性指標，取決于土的孔隙率、孔隙形狀、孔隙水電阻率、飽和度、含水量、固體顆粒成分等。在巖土工程勘察及環(huán)境巖土工程領域，土層的電阻率參數(shù)是一項重要物理指標。目前扁鏟側脹試驗在國內(nèi)巖土工程勘察及環(huán)境巖土工程領域中得到廣泛應用，但都不具備測試土層電阻率的功能，使其應用范圍受到一定局限。因此，發(fā)明一種具有同步測試土體電阻率的扁鏟側脹儀，可豐富其應用功能，擴展其使用范圍，提高勘察效率，節(jié)約試驗成本。

技術實現(xiàn)要素：

針對目前扁鏟側脹儀不具備同步測試土體電阻率的問題，本發(fā)明提供一種用于同步測試土層電阻率的扁鏟側脹探頭。本發(fā)明在扁鏟側脹探頭上部安裝電阻率測試系統(tǒng)，電阻率測試系統(tǒng)設計成獨立模塊，不改變儀器的原有結構與功能，實現(xiàn)了扁鏟側脹試驗同步測試土層電阻率的功能。

為解決上述技術問題，本實用新型采用了這樣一種電阻率扁鏟側脹探頭，其包括扁鏟測頭和探桿，所述探桿上設置有絕緣層；所述絕緣層上沿軸向同軸間隔布置有兩個環(huán)狀電極；每個所述環(huán)狀電極通過一根導線與接收儀表的輸入端電連接。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述絕緣層套裝于所述探桿上。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述探桿的中央軸向通孔的一端設置有內(nèi)螺紋；所述扁鏟測頭的端部設置有內(nèi)螺紋；所述探桿和所述扁鏟測頭通過雙頭螺紋基座連接；所述絕緣層套裝于所述雙頭螺紋基座上。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述雙頭螺紋基座上設置有用于安裝所述絕緣層的環(huán)狀凹槽或者限位臺；所述雙頭螺紋基座上設置有通往所述探桿的中央軸向通孔的圓孔。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述絕緣層為環(huán)狀塑料絕緣體；所述絕緣層上沿軸向等間距設置有兩個用于安裝所述環(huán)狀電極的環(huán)狀凹槽；所述每個環(huán)狀凹槽底部均設置有用于安裝導線的通孔，所述通孔從所述環(huán)狀凹槽的底部通往所述探桿的中央軸向通孔。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述探桿上設置有用于限位所述絕緣層的上限位臺和下限位臺；所述絕緣層安裝于所述上限位臺和所述下限位臺之間且與所述探桿同軸布置。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述電極為銅質(zhì)環(huán)形電極。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述絕緣層位于所述探桿的靠近所述扁鏟測頭的一端

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述接收儀表內(nèi)設置有用于處理計算兩個所述電極之間電壓信號的單片機。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方案中，所述接收儀表內(nèi)設置有用于對所述電極提供恒定電流的電源。

本實用新型的有益效果是：本實用新型結構簡單、制造使用方便、實現(xiàn)了扁鏟側脹試驗同步測試土層電阻率的功能、擴展了儀器的性能與應用范圍，節(jié)約試驗成本，提高了勘察工作效率，具有較強的實用性。本實用新型通過在現(xiàn)有技術中扁鏟側脹儀的探桿上設置帶有絕緣層的雙環(huán)狀電極，并通過工作測試時接收儀表獲取的雙環(huán)狀電極壓降信號直接同步計算出測試土體電阻率，從而解決了目前扁鏟側脹儀不具備同步測試土體電阻率的功能的技術問題。本實用新型在扁鏟側脹探頭上部安裝電阻率測試系統(tǒng)；同時，本實用新型還通過在探桿上加工限位臺方便了絕緣層的安裝，通過對絕緣層上加工環(huán)狀凹槽實現(xiàn)了環(huán)狀電極的快速安裝，從而縮短了本實用新型的裝配工時，而第二種實施方案通過雙頭螺紋基座的設置，方便了電阻率扁鏟側脹儀的快速加工裝配，同時便于根據(jù)不同土層電阻率的需要快速更換環(huán)狀電極；通過導線將雙環(huán)狀電極與接收儀表連接，使得接收儀表可以對雙環(huán)狀電極提供恒定電流的同時能夠直接計算出土層電阻率，從而極大地縮短了扁鏟側脹試驗的工時。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的絕緣層結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的絕緣層結構主視圖；

圖4是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的絕緣層結構左視圖；

圖5是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的絕緣層與環(huán)狀電極安裝結構示意圖；

圖6是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的絕緣層與環(huán)狀電極安裝結構剖視圖；

圖7是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的絕緣層與雙頭螺紋基座安裝結構剖視圖

圖8是本實用新型實施例一種電阻率扁鏟側脹探頭的雙頭螺紋基座結構示意圖；

圖中：1-環(huán)狀電極，2-絕緣層，3-內(nèi)部電路系統(tǒng)，4-接收儀表， 5-探桿，6-扁鏟測頭，7-雙頭螺紋基座，2a-環(huán)狀凹槽， 2b-通孔，5a-上限為臺，5b-下限位臺。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本發(fā)明一種電阻率扁鏟側脹探頭，其包括扁鏟測頭6和探桿5，探桿5上套裝有絕緣層2，絕緣層2位于探桿5的靠近扁鏟測頭6的一端；絕緣層2上同軸間隔布置有兩個環(huán)狀電極1；每個環(huán)狀電極1 通過單獨一根導線3與接收儀表4的輸入端電連接形成一個閉合電路；絕緣層2為環(huán)狀塑料絕緣體；絕緣層2上等間距設置有兩個用于安裝環(huán)狀電極1的環(huán)狀凹槽2a；每個環(huán)狀凹槽2a均設置有用于安裝導線3的通孔2b,通孔2b從環(huán)狀凹槽2a的底部通往探桿5的中央軸向通孔；探桿5上設置有用于限位絕緣層2的上限位臺5a和下限位臺5b；絕緣層2安裝于上限位臺5a和下限位臺5b之間且與探桿5同軸布置；環(huán)狀電極1為銅質(zhì)環(huán)形環(huán)狀電極；接收儀表4內(nèi)設置有用于處理計算兩個環(huán)狀電極1之間電壓信號的單片機；接收儀表4內(nèi)設置有用于對環(huán)狀電極1提供恒定電流的電源。需要指出，本實用新型中的探桿5 為現(xiàn)有技術中扁鏟側脹儀的中空探桿。在本實用新型的另外一種是實施例中，為了方便本實用新型的扁鏟側脹儀根據(jù)不同土層的需要快速的更換環(huán)狀電極1，本實用新型單獨設計了一個雙頭螺紋基座7，同時探桿5的中央軸向通孔的一端設置有內(nèi)螺紋，扁鏟測頭6的端部設置有內(nèi)螺紋；探桿5和扁鏟測頭6通過雙頭螺紋基座7連接；絕緣層 2套裝于雙頭螺紋基座7上；雙頭螺紋基座7上設置有用于安裝絕緣層2的環(huán)狀凹槽或者限位臺；雙頭螺紋基座7上設置有通往探桿5的中央軸向通孔的圓孔。

使用本實用新型時，將電阻率扁鏟側脹探頭插入待測試的土層內(nèi)，待本實用新型中的雙環(huán)狀電極插入土層中一定深度后，開啟接收儀表 4為雙環(huán)狀電極提供恒定電源，同時由于雙環(huán)狀電極1與接收儀表4 形成串聯(lián)的閉合回路，從而可以利用接收儀表4同步、連續(xù)地測量兩個環(huán)狀電極間的電壓，然后通過接收儀表4內(nèi)的單片機，對兩個環(huán)狀電極間的電壓信號進行接收、采集和計算，最后顯示土層的電阻率值；測試原理為土層電阻率是通過測試恒定電流下兩環(huán)狀電極間的電壓降ΔV，并根據(jù)歐姆定律計算出土層電阻R的大小得出的。土層豎向電阻率ρ可表示為：

式中：

ρ——土層電阻率

R——土層電阻；

S——環(huán)狀電極面積；

L——環(huán)狀電極間距；

ΔV——兩環(huán)狀電極間電壓降；

I——電流強度。

作為本實用新型的另外一種實施例，本實用新型的絕緣層可以作為一個獨立的模塊，為圓柱形，安裝在扁鏟側脹探頭的頂部、然后再與探桿相連

應當理解的是，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。