專利名稱：多功能室內(nèi)試驗測試探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及巖土及尾礦測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種室內(nèi)測定土(或尾礦)的徑向加載與卸載過程應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的試驗測試探頭。
背景技術(shù)：
目前，在市面上沒有可以在室內(nèi)直接測定土的水平變形的應(yīng)力應(yīng)變的試驗設(shè)備，在室內(nèi)測試水平壓縮模量時通常是通過水平向切取環(huán)刀，垂直加載進行測定，但這樣測試的話，相當將試樣旋轉(zhuǎn)了 90度，與實際受力邊界條件相距甚遠。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種能直接對試樣進行水平加載與卸載并同時測定體積變化，并通過體變能換算壓縮或回彈變形的試驗測試探頭。本實用新型多功能室內(nèi)試驗測試探頭，包括三通閥1、壓力傳感器2、上接頭3、感壓腔4、感壓體5、下接頭6、連接導(dǎo)管7、滴定管8。三通閥I的橫向端連接壓力傳感器2，徑向端的一端連接感壓腔4中的鉆孔、另一端與連接導(dǎo)管7相連，連接導(dǎo)管7另一端連接滴定管8，感壓腔4是用厚度為O. 5mm多孔塑料基片上植長度8mm的竹碳纖維貼在感壓體5周圍，在貼片外面套上筒狀乳膠膜，通過上接頭3與下接頭6密封。本實用新型多功能室內(nèi)試驗測試探頭，優(yōu)點是能直接對試樣進行水平加載與卸載并同時測定體積變化，還同時能通過體變能換算壓縮或回彈變形，不同于傳統(tǒng)的測試方法，使得測試更加方便，試驗數(shù)據(jù)更加準確，結(jié)構(gòu)簡單，可通過選用合適的壓力傳感器2來滿足測量范圍與測試精度的要求，能模擬原位二維應(yīng)力邊界條件進行水平徑向壓縮或回彈試驗，同時也能用于室內(nèi)大型模型試驗水平土壓力的測量。

圖1為多功能室內(nèi)試驗測試探頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為位移與法向力關(guān)系曲線圖。圖3為應(yīng)變與法向力關(guān)系曲線。
具體實施方式
一種多功能室內(nèi)試驗測試探頭，包括三通閥1、壓力傳感器2、上接頭3、感壓腔4、感壓體5、下接頭6、連接導(dǎo)管7、滴定管8。三通閥I的橫向端連接壓力傳感器2，徑向端的一端連接感壓腔4中的鉆孔、另一端與連接導(dǎo)管7相連，感壓腔4是用厚度為O. 5mm多孔塑料基片上植長度8mm的竹碳纖維，貼在感壓體5周圍，在貼片外面套上筒狀乳膠膜，通過上接頭3與下接頭6密封組成。探頭測試作用時，用脫氣水置換感壓腔4及全部管路中的空氣，感壓腔4能徑向收縮8mm，擴張5mm ;在乳膠膜與感壓體5之間填充帶多孔基片的竹碳纖維能鎖住傳壓脫氣水，確保感壓腔4不因脫氣水的自重而變形。本實用新型多功能室內(nèi)試驗測試探頭的測試功能是這樣實現(xiàn)的1、探頭的標定將探頭感壓腔4完全置于標定模具內(nèi)(模具內(nèi)徑與感壓腔零位外徑相同)，調(diào)整滴定管8水位，作徑向卸載回彈試驗時，設(shè)定以滴定管8最下的刻度為零位線，作徑向壓縮試驗時設(shè)定以滴定管8最上的刻度線為零位線，分別標定感壓腔4每增加或減少Imm時的壓力變化的初始化值，最大體變不大于50ml，分別繪制體變與壓力關(guān)系校正曲線。2、徑向回彈試驗測定①將探頭感壓腔4完全置于標定模具內(nèi)(模具內(nèi)徑與感壓腔零位外徑相同)，調(diào)整滴定管8水位為最下的刻度線，關(guān)閉感壓腔4 ;②粘性土可用原狀土或用擾動土擊實成型，用特制的工具，在試樣中心開孔，孔徑與探頭直徑相同，將探頭置于試樣孔中。圓筒狀試樣壁厚在1-3倍的探頭直徑范圍。將裝有探頭的試樣放入特制的試驗容器中，在圓筒狀試樣頂面施加土在原位中的自重應(yīng)力。對于砂性土，可將探頭放入特制的試驗容器中，直接在容器中成型與飽和；③土在自重作用下穩(wěn)定后，分別測定感壓腔4在不同體變時的壓力值，直致壓力接近零時結(jié)束試驗；④通過壓力與體變的變化關(guān)系，求得徑向水平回彈模量及水平徑向回彈應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。3、徑向加載試驗測定
①將探頭感壓腔4完全置于標定模具內(nèi)(模具內(nèi)徑與感壓腔零位外徑相同)，調(diào)整滴定管8水位為最上的刻度線，關(guān)閉感壓腔4，拆除滴定管8，接上高精度全自動壓力控制器(能同步測記體變)，帶水連接，防止氣體進入管路中；②粘性土可用原狀土或用擾動土擊實成型，用特制的工具，在試樣中心開孔，孔徑與探頭直徑相同，將探頭置于試樣孔中。圓筒狀試樣壁厚在1-3倍的探頭直徑范圍。將裝有探頭的試樣放入特制的試驗容器中，在圓筒狀試樣頂面施加土在原位中的自重應(yīng)力。對于砂性土，可將探頭放入特制的試驗容器中，直接在容器中成型與飽和；③土在自重作用下穩(wěn)定后，開啟精度全自動壓力控制器讓感壓腔4的壓力值穩(wěn)定在當前值；④按每級6kpa的增量增大感壓腔4內(nèi)的壓力，上級壓力穩(wěn)定后，方可施加下級壓力，全程須測定垂直變形。最大體變不超過50ml ;⑤通過壓力與體變的變化關(guān)系及垂直位移量，求得徑向水平壓縮模量或水平徑向變影模量及徑向壓縮應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。4、實測資料卸載回彈試驗成果表表I
權(quán)利要求1.一種多功能室內(nèi)試驗測試探頭，其特征在于包括三通閥(1)、壓力傳感器(2)、上接頭(3)、感壓腔(4)、感壓體(5)、下接頭(6)、連接導(dǎo)管(7)、滴定管(8)，三通閥(1)的橫向端連接壓力傳感器(2)，徑向端的一端連接感壓腔(4)中的鉆孔、另一端與連接導(dǎo)管(7)相連，連接導(dǎo)管(7)另一端連接滴定管(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能室內(nèi)試驗測試探頭，其特征在于感壓腔(4)是用厚度為0. 5mm多孔塑料基片上植長度8mm的竹碳纖維，貼在感壓體(5)周圍，在貼片外面套上筒狀乳膠膜，通過上接頭(3)與下接頭(6)密封。
專利摘要多功能室內(nèi)試驗測試探頭，包括三通閥、壓力傳感器、上接頭、感壓腔、感壓體、下接頭、連接導(dǎo)管、滴定管。三通閥的橫向端連接壓力傳感器，徑向端的一端連接感壓腔中的鉆孔、另一端與連接導(dǎo)管相連，連接導(dǎo)管另一端連接滴定管。其優(yōu)點是能直接對試樣進行水平加載與卸載并同時測定體積變化，還同時能通過體變能換算壓縮或回彈變形，不同于傳統(tǒng)的測試方法，使得測試更加方便，試驗數(shù)據(jù)更加準確，結(jié)構(gòu)簡單，可通過選用合適的壓力傳感器來滿足測量范圍與測試精度的要求，模擬原位二維應(yīng)力邊界條件進行水平徑向壓縮或回彈試驗，同時也能用于室內(nèi)大型模型試驗水平土壓力的測量。
文檔編號G01N3/02GK202903580SQ20122046348
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者陳定安 申請人:中冶集團武漢勘察研究院有限公司