CN104165980B - 一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，包括土体实验箱和紧固在土体实验箱外围的腰梁，还包括土体水平位移及压力一体观测组件，该装置包括通过螺栓固定在腰梁上的观测计支撑架、通过螺栓固定在观测计支撑架上的观测计固定架和通过夹扣固定在观测计固定架上的观测计组件；实验模具通过调节观测装置上的观测计支撑架、观测计固定架与观测计组件的相对位置获取实验土体中不同点的水平位移和压力以避免实验结果失真。与现有技术相比，本发明具有观测范围广、精度高、结构简单、低成本等优点。

Description

一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置
技术领域
本发明涉及一种土体实验模具，尤其是涉及一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置。
背景技术
模型试验是岩土工程研究的基本手段之一，而土体位移和水平压力是模型试验中两个最重要的观测参数。土体位移是有竖向位移和水平位移合成的，对于土体竖向位移已经有多种观测装置，但对于水平位移特别是观测土体内部水平位移还缺乏有效观测的方法；并且长期以来，土体中任意一点的位移和水平压力也没有有效的观测方法，这给试验结果带来一定程度的失真，这种失真随着位移和水平压力的增大而增加。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，包括土体实验箱和紧固在土体实验箱外围的腰梁，还包括土体水平位移及压力一体观测组件，该组件包括通过螺栓固定在腰梁上的观测计支撑架、通过螺栓固定在观测计支撑架上的观测计固定架和通过夹扣固定在观测计固定架上的观测计组件；实验模具通过调节观测装置上的观测计支撑架、观测计固定架与观测计组件的相对位置获取实验土体中不同点的水平位移和压力以避免实验结果失真。
所述的观测计支撑架包括通过螺栓连接的支撑架前架和支撑架后架。
所述的支撑架前架采用门字型结构，在支撑架前架横梁处设有定位滑槽。
所述的支撑架后架采用工字型结构，在螺栓连接处设有螺栓滑槽，在支撑架后架横梁处设有与定位滑槽位置相对的水平位移滑槽。
所述的观测计固定架包括通过矩形套管连接的固定架前架和固定架后架。
所述的固定架前架采用门字型结构，在固定架前架横梁处设有观测计定向滑孔，所述的矩形套管连接处设有套管连接螺栓和套管连接滑槽。
所述的固定架后架采用门字型结构，在固定架后架横梁外侧中心处设有带有螺栓的固定架顶板。
所述的固定架后架内部设有固定夹扣，所述的固定夹扣通过夹孔分别夹紧观测计组件和固定在固定架后架横梁内侧的连接杆。
所述的观测计组件包括依次连接的位移传感器、观测计活动帽、观测计水平杆、观测计底板圆筒和压力传感器，所述的位移传感器通过固定夹扣上的夹孔固定，所述的观测计活动帽上设有活动帽固定螺丝，所述的观测计水平杆外部设有水平杆外套管，所述的压力传感器通过固体胶与观测计底板圆筒连接。
所述的观测计压力传感器还包括压力传感器数据线，所述的压力传感器数据线一端连接压力传感器，另一端穿过观测计水平杆内部从压力传感器数据线出线孔穿出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、观测范围广：可以同时观测模型试验中土体中任意一点的水平位移与水平压力值；
二、观测精度高：该模具能将各种规格、尺寸的压力传感器与沉降标连接为一体，并使压力传感器数据线在传感器移动时能相应延伸，不阻碍传感器移动而且不扰动周围土体，从而提高了观测数据的准确性和精度。
三、结构简单、降低成本：该模具采用模块化制作工艺，大幅降低该装置制作、装卸、维护成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明观测计支撑架的结构示意图；
图3为本发明观测计固定架的结构示意图；
图4为本发明观测组件的结构示意图。
其中，1、土体实验箱，11、腰梁，2、观测计支撑架，21、支撑架前架，211、定位滑槽，22、支撑架后架，221、螺栓滑槽，222、水平位移滑槽，3、观测计固定架，31、固定架前架，311、观测计定向滑孔，312、套管连接螺栓，313、套管连接滑槽，32、固定架后架，321、固定架顶板，322、固定夹扣，4、观测计组件，41、位移传感器，42、观测计活动帽，421、活动帽固定螺丝，43、观测计水平杆，431、水平杆外套管，432、压力传感器数据线出线孔，44、观测计底板圆筒，45、压力传感器，451、压力传感器数据线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其结构如图1所示，包括土体实验箱1和紧固在土体实验箱1外围的腰梁11，还包括土体水平位移及压力一体观测组件，该组件包括通过螺栓固定在腰梁11上的观测计支撑架2、通过螺栓固定在观测计支撑架2上的观测计固定架3和通过夹扣固定在观测计固定架3上的观测计组件4。
观测计固定架3的结构如图3所示，位移传感器41通过固定夹扣322与观测计固定架3连接在一起，该观测计固定架3可分为固定架前架31和固定架后架32两部分，前架为尺寸略大于后架的空心方管，后架可插入前架，并可根据实际需要调节两者间的相对位置。通过固定架顶板321可将观测计固定架3与观测计支撑架2相连接，移动至所需位置后用螺栓固定。观测计水平杆外套管431从观测计定向滑孔311中穿过，防止观测计水平杆43过长而弯曲，提高观测精度。
观测计支撑架2如图2所示，前后架也采用嵌套方式连接，可适用于不同尺寸的模型试验箱；并可将支撑架用螺栓固定于模型箱面板外侧。根据实际需要，观测计支撑架2上可固定多组观测计固定架3，以满足模型试验需求。
观测组件4如图4所示，由位移传感器41、观测计活动帽42、观测计水平杆43、观测计底板圆筒44和压力传感器45组成。观测计水平杆43及水平杆外套管431穿过观测计定向滑孔311后，用活动帽固定螺丝421将观测计活动帽42固定于观测计水平杆43外端上，并使其与位移传感器41接触。当观测计随土体水平移动时，水平杆外套管431可使观测计水平杆43也随之移动，从而将土体位移传递于位移传感器41。水平压力传感器45可用固体胶粘接于观测计底板圆筒44中连接为一个整体，使其能同时观测土体中某一点的水平压力与位移。水平压力传感器数据线451从观测计水平杆43中间穿过，从观测计活动帽42预留的压力传感器数据线出线孔432中传出，当观测计底板随土体水平移动时，水平压力传感器数据线451可随之自由伸长，但并不对土体造成额外扰动，从而避免影响观测数据准确性和精度。

Claims (8)

1.一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，包括土体实验箱(1)和紧固在土体实验箱(1)外围的腰梁(11)，其特征在于，还包括土体水平位移及压力一体观测组件，该组件包括通过螺栓固定在腰梁(11)上的观测计支撑架(2)、通过螺栓固定在观测计支撑架(2)上的观测计固定架(3)和通过夹扣固定在观测计固定架(3)上的观测计组件(4)；实验模具通过调节观测装置上的观测计支撑架(2)、观测计固定架(3)与观测计组件(4)的相对位置获取实验土体中不同点的水平位移和压力以避免实验结果失真；
所述的观测计支撑架(2)包括通过螺栓连接的支撑架前架(21)和支撑架后架(22)；所述的观测计固定架(3)包括通过矩形套管连接的固定架前架(31)和固定架后架(32)。
2.根据权利要求1所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的支撑架前架(21)采用门字型结构，在支撑架前架横梁处设有定位滑槽(211)。
3.根据权利要求2所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的支撑架后架(22)采用工字型结构，在螺栓连接处设有螺栓滑槽(221)，在支撑架后架横梁处设有与定位滑槽(211)位置相对的水平位移滑槽(222)。
4.根据权利要求1所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的固定架前架(31)采用门字型结构，在固定架前架横梁处设有观测计定向滑孔(311)，所述的矩形套管连接处设有套管连接螺栓(312)和套管连接滑槽(313)。
5.根据权利要求1所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的固定架后架(32)采用门字型结构，在固定架后架横梁外侧中心处设有带有螺栓的固定架顶板(321)。
6.根据权利要求5所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的固定架后架(32)内部设有固定夹扣(322)，所述的固定夹扣(322)通过夹孔分别夹紧观测计组件(4)和固定在固定架后架横梁内侧的连接杆。
7.根据权利要求6所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的观测计组件(4)包括依次连接的位移传感器(41)、观测计活动帽(42)、观测计水平杆(43)、观测计底板圆筒(44)和压力传感器(45)，所述的位移传感器(41)通过固定夹扣(322)上的夹孔固定，所述的观测计活动帽(42)上设有活动帽固定螺丝(421)，所述的观测计水平杆(43)外部设有水平杆外套管(431)，所述的压力传感器(45)通过固体胶与观测计底板圆筒(44)连接。
8.根据权利要求7所述的一种带有土体水平位移及压力一体观测组件的实验装置，其特征在于，所述的观测计压力传感器(45)还包括压力传感器数据线(451)，所述的压力传感器数据线(451)一端连接压力传感器(45)，另一端穿过观测计水平杆(43)内部从压力传感器数据线出线孔(432)穿出。
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