CN111089879A - 一种尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种尺寸可调节的用于在室内测试土体电阻率的装置，包括主体测试盒、尺寸调节旋钮、电极、线缆、配套盒盖等部分。所述主体测试盒为长方体，上方开口，土样可在盒体内击实而成，测试盒边缘设置有刻度，便于控制测试土样的长度，测试盒两端留有螺纹开孔可供螺杆旋入，内部装有片状电极；所述螺杆为空心，螺杆露出测试盒外的一端连结旋钮，处于盒内的一端通过可旋转的小型轴承与片状电极连接，可通过旋转旋钮控制螺杆旋入的长度而改变电极的距离，同时不使电极发生相对转动；本装置可以在室内根据需要调节电极长度，测定不同长度土样的电阻值，同时可以在测量过程中通过调节旋钮逐渐压密土体测定电阻变化情况，为土体的室内电阻率测定提供了新的工具。
Description
技术领域
本发明涉及一种尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，它是一种能在室内测定一定状态土体的电阻值的装置，通过对测定数据展开分析可以获取土体在一定状态下的电阻率，从而为土体的电阻率室内测定提供了新的试验装置和新的方法，属于岩土工程测试技术领域。
背景技术
伴随着勘探技术的发展，电阻率法目前成为了一种新兴的评价土体的方法，通过在室内土工测试、原位测试等技术，对土体展开各种工程特性指标评价，并将试验所获得的工程特性指标与土体的电阻率特征建立相关关系，从而提出了一种新的评价土体工程特性的手段。往往在建立土体电阻率特征与工程特性参数之间相关关系时，需要准确测定土体在不同状态下的电阻值，从而获取其电阻率。
土体是一种由固、液、气三相物质组成的，具有复杂结构的，不均匀材料。其电阻率也受到不同三相物质的不同组成成分的影响，在实验室内进行测定时，确立土体电阻率与各类影响因素的相关关系时，通常需要制作很多不同配比的土样，反复测量多组数据，从而建立相关关系。而且，测试装置本身通常存在一定的系统误差会对测试数据产生影响，在实验室内进行相关试验之前，通常需要先反复测量不同长度的土体电阻值，通过线性拟合手段，求出系统固有电阻值，对测试结果进行修正。
发明内容
土体电阻率室内测定试验中，电极与土体之间存在一定的接触电阻，试验中需要多次调节土样长度，以测定不同长度的同种土体的电阻值，从而通过建立土体电阻与长度的线性关系曲线，通过该曲线的截距来确定系统固有的接触电阻。常规技术手段主要是通过制成不同长度的试样，反复进行测量，制样过程中存在较大的不确定性。
针对上述问题，本发明设计了一种电极片距离可调节的测试盒，确保在整个测试过程中，土体位于测试盒内，只有长度发生变化，其他尺寸完全一致，既消除了制样过程中的偶然误差，也方便控制土样长度，便于接触电阻的测量。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，所述测试装置包括测试盒4、尺寸调节旋钮2、螺纹杆3、片状电极8、线缆1以及配套盒盖9，线缆1一端与片状电极8连接，然后由螺纹杆3中穿过，并在旋钮外部露出一定长度，另一端与电阻测试仪连接。
所述主体测试盒为长方体，上方开口，采用不具有导电性材料制成，且必须有一定的强度，便于在盒体内击实土样；测试盒边缘设置有刻度，便于控制测试土样的长度，测试盒两端留有螺纹开孔可供螺杆旋入，内部装有片状电极。
所述螺杆为空心，螺杆露出测试盒外的一端连结旋钮，处于盒内的一端通过可旋转的小型轴承与片状电极连接，可通过旋转旋钮控制螺杆旋入的长度而改变电极的距离，同时不使电极发生相对转动。
所述电极片由稳定性好、不易腐蚀的金属或合金材料制成，确保测试过程中不因土体中的水或盐溶液等成分造成电极表面腐蚀对测试结果产生影响；电极片上附有线缆，便于与电阻测试仪相连接。
所述线缆一端与片状电极连接，然后由螺杆中穿过，并在旋钮外部露出一定长度，另一端与电阻测试仪连接。
本发明的工作原理：
（1）接触电阻测量：
针对土体电阻率室内测量试验中，首先需要调节土样长度，测定不同长度土样的电阻值，从而通过数据处理得出电极片与土体的接触电阻。本装置可以通过调节螺纹杆两端的旋钮，从而改变螺纹杆旋入测试盒的长度，进而改变片状电极之间的距离，通过在试验中多次改变土样长度xi的数值，获取对应的电阻值yi，在平面坐标系内建立二者的线性关系，得到的截距y0即为系统的接触电阻。从而达到测量接触电阻的功能。
（2）土体压密过程中电阻变化测量
对于固定质量的土体，本装置还可以在测量其电阻值的同时，通过调节两端的螺纹杆，逐步将测试盒内的土体压密，通过电阻测量仪实时读取并记录土体压密过程中的电阻变化情况，从而通过电阻率与土样电阻、横截面积、长度之间的关系，计算得到其压密过程中的电阻率变化情况。
本发明的有益效果：
与常规在实验室内测量土体电阻值的方法相比，本装置可以在室内根据需要调节电极长度，测定不同长度土样的电阻值，同时可以在测量过程中通过调节旋钮逐渐压密土体，测定土体由松散到密实的过程中电阻变化情况；同时提供了针状电极可供在进行四电极法测量土体电阻率时使用。本发明为土体的室内电阻率测定提供了新的工具。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是图1的俯视图，
图3是图1的左视图，
图4是本发明配套的盒盖和针状电极，
图5是本发明实施例的接触电阻示意图。
图中：1—线缆，2—旋钮，3—螺纹杆，4—测试盒，5—刻度，6—微型轴承，7—测试土样，8—片状电极，9—盒盖，10—带有刻度开缝，11—针状电极。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
图1是本发明的结构示意图，图2是图1的俯视图，图3是图1的左视图，
图4是本发明配套的盒盖和针状电极，图中标记的部件名称依次为：线缆1，旋钮2，螺纹杆3，测试盒4，刻度5，微型轴承6，测试土样7，片状电,8，盒盖9，带有刻度开缝10，针状电极11。
实施例1：参加图1—图5，一种尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，所述测试装置包括测试盒4、尺寸调节旋钮2、螺纹杆3、片状电极8、线缆1以及配套盒盖9，线缆1一端与片状电极8连接，然后由螺纹杆3中穿过，并在旋钮外部露出一定长度，另一端与电阻测试仪连接。测试盒4为上部开口的长方体，且开口侧带有刻度，便于控制测试土体的长度；测试盒两端开孔，可供螺纹杆3旋入。所述螺纹杆3为中空，内部可供线缆穿入；螺纹杆露于测试盒外的一端装有尺寸调节旋钮，可通过旋转旋钮调节螺纹杆旋入测试盒的长度。螺纹杆处于测试盒内部的一端通过小型轴承6与片状电极8连接，在螺纹杆旋转过程中，轴承可保证电极片不发生相对转动，片状电极位于测试盒内部，与螺纹杆相连结，片状电极上附有导线。所述测试装置还包括针状电极11，其中片状电极和针状电极均采用导电性能良好且不易发生腐蚀的金属或合金材料制成；针状电极为选用配件，一端附有导线，与电阻测试仪相连。在采用二电极法测土体电阻率时仅使用片状电极即可，在采用四电极法测电阻率时，应将片状电极和针状电极搭配适用。所述配套盒盖9中部有预留开缝10，且开缝边缘有刻度，可供针状电极使用时，在开缝中选取合适距离插入土体之中。
工作原理如下：参见图1-图5，在测试时，将待测土体从开口侧放入，并按照测试状态制成土样；测试盒两端开孔，可供螺纹杆旋入，螺纹杆为中空，内部可供线缆穿入。螺纹杆露于测试盒外的一端装有旋钮，可通过旋转旋钮调节螺纹杆旋入测试盒的长度，也即是改变了螺纹杆末端两电极片的距离，从而改变了土样的长度。螺纹杆处于测试盒内部的一端通过小型轴承与片状电极连接，在螺纹杆旋转过程中，轴承可保证电极片不发生相对转动。电极片采用导电性能良好且不易发生腐蚀的金属或合金材料制成，并位于测试盒内部，与螺纹杆相连结，片状电极上附有导线，与电阻测试仪相连。在采用二电极法测土体电阻率时仅使用片状电极即可，在采用四电极法测电阻率时，应将片状电极和针状电极搭配适用。
配套盒盖中部有预留开缝，且开缝边缘有刻度，可供针状电极的插入时的定位，在开缝中测试距离插入土体之中。
针对土体电阻率室内测量试验中，通过调节螺纹杆两端的旋钮，从而改变螺纹杆旋入测试盒的长度，进而改变片状电极之间的距离，然后选取测试土体，在两电极片之间进行制样，通过在试验中多次改变土样长度xi的数值，获取对应的电阻值yi，在平面坐标系内建立二者的线性关系，得到的截距y0即为系统的接触电阻，如图5所示：
由图可见，本发明能够方便准确的测量土体的接触电阻值，从而根据接触电阻值，对实测电阻率进行修正，使测试精度大大提高了。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，其特征在于，所述测试装置包括测试盒、尺寸调节旋钮、螺纹杆、片状电极、线缆以及配套盒盖，所述线缆的一端与片状电极连接，然后由螺纹杆中穿过，并在旋钮外部露出一定长度，另一端与电阻测试仪连接。
2.根据权利要求1所述的尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，其特征在于，测试盒为上部开口的长方体，且开口侧带有刻度，便于控制测试土体的长度；测试盒两端开孔，可供螺纹杆旋入。
3.根据权利要求1所述的尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，其特征在于，所述螺纹杆为中空，内部可供线缆穿入，螺纹杆露于测试盒外的一端装有尺寸调节旋钮，可通过旋转旋钮调节螺纹杆旋入测试盒的长度。
4.根据权利要求1所述的尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，其特征在于，螺纹杆处于测试盒内部的一端通过小型轴承与片状电极连接，在螺纹杆旋转过程中，轴承可保证电极片不发生相对转动，片状电极位于测试盒内部，与螺纹杆相连结，片状电极上附有导线。
5.根据权利要求1所述的尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括针状电极，其中片状电极和针状电极均采用导电性能良好且不易发生腐蚀的金属或合金材料制成；针状电极一端附有导线，与电阻测试仪相连。
6.根据权利要求1所述的尺寸可调节的土体电阻率室内测试装置，其特征在于，
所述配套盒盖中部有预留开缝，且开缝边缘有刻度，可供针状电极使用时，在开缝中选取合适距离插入土体之中。
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