CN114808901B - 一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了土体力学性能测试技术领域的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪及测试方法，包括侧面上设有钢质膜片的探头部；底端与探头部连接活动杆部，活动杆部的内腔中设有限位槽，活动杆部的顶端可轴向移动的套设在固定杆部底端上；可升降的设置在限位槽中，并与固定杆部可相对移动的连接的升降部；设置在升降部与活动杆部之间，并用于获取作用在钢质膜片上的静摩擦力的测力部。本发明能够同时测量钢质膜片上多个点的膨胀点数值，扩大扁铲的测试功能，同时还具备测试土体外摩擦角的功能，一套设备一次动土即可测试多种土体力学性能参数，保证测试结果精准，并能够提高检测效率。

Description

一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪及测试方法

技术领域

本发明涉及土体力学性能测试技术领域，具体涉及一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪及测试方法。

背景技术

如图6所示，扁铲侧胀仪一般包括测量杆1、扁铲2(又叫探头)括控制单元3和压力源4，扁铲2固定设置在测量杆1的底端，控制单元3和压力源4通过穿设在测量杆1内部的气电管路5与扁铲2连接；在扁铲2的侧面上嵌入了一个圆形的钢质膜片110(直径为60mm)，通过向扁铲2内部通入高压气体，使钢质膜片110向外进行膨胀。

扁铲侧胀试验是将带有钢质膜片的扁铲压入土体中预定深度，通过充气使钢质膜片向孔壁土中侧向扩张，并根据压力与膜片的变形关系，测定土体模量及其他有关指标。这种测试方法可直接在现场土体中进行，避免了钻孔和取样所带来的土体扰动，其测试结果具有良好的重复性，且与其他原位测试方法所得数据间有着良好的一致性，可以广泛应用于岩土工程勘察设计领域。

但是，现有扁铲侧胀仪只能测定土体模量，存在功能单一的问题，越来越难以满足土体力学性能测试的需要。同时，土体的外摩擦角(土的外摩擦角是指土体与其他材料接触面发生剪切破坏时，剪切面上的合力与剪切面法线之间的夹角)作为岩(土)体的两个重要参数之一，不仅是土体的抗剪强度指标，还是工程设计的重要参数，如果能通过一次试验同时获取土体模量和外摩擦角，将极大的提高土体力学性能测试效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，以解决现有扁铲侧胀仪功能单一的技术问题。

本发明所采用的技术方案为：一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，包括：

探头部，所述探头部的侧面上设有用于获取径向压应力的钢质膜片；

活动杆部，所述活动杆部的底端与所述探头部连接，所述活动杆部的内腔中设有第一上止挡面和第一下止挡面；

固定杆部，所述活动杆部的顶端可轴向移动的套设在所述固定杆部底端上；

升降部，所述升降部可升降的设置在所述活动杆部内腔中，并与所述固定杆部可相对移动的连接，在所述升降部设有第二上止挡面和第二下止挡面；其中，所述第一上止挡面与所述第二上止挡面形成上止挡配合，以通过所述升降部的向上移动带动所述活动杆部相对所述固定杆部向上移动；所述第一下止挡面与所述第二下止挡面形成下止挡配合，以通过所述升降部的向下移动带动所述活动杆部与所述固定杆部同步向下移动；

测力部，所述测力部设置在所述第一上止挡面与所述第二上止挡面之间，用于获取作用在所述钢质膜片上的静摩擦力。

优选的，所述活动杆部包括上升降管和下连接管，所述上升降管管壁的底端呈上大下小的台阶状，所述下连接管顶端内腔呈上大下小的台阶状，且所述下连接管顶端的台阶高度大于上升降管底端的台阶高度，以使所述上升降管和所述下连接管之间形成与所述升降部相配合的限位槽，所述限位槽的上槽壁面为所述第一上止挡面，所述限位槽的下槽壁面为所述第一下止挡面。

优选的，所述下连接管顶端螺纹连接于所述上升降管底端外侧。

优选的，所述固定杆部包括上连接管和下固定杆，所述上连接管的底端与所述下固定杆的顶端螺纹连接；所述上连接管的顶端设有雷莫接头。

优选的，所述下固定杆内部中空，并设有一可绕自身轴线转动的驱动螺杆，所述驱动螺杆的顶端与固定在所述下固定杆顶端安装槽内的驱动电机传动连接，底端与所述升降部螺纹连接，以通过所述驱动螺杆的转动带动所述升降部向上移动或向下移动。

优选的，所述升降部包括棱柱体，所述棱柱体可升降的设置在所述活动杆部上横截面为多边形的限位槽中，并与所述驱动螺杆的底端螺纹连接；所述棱柱体的上端面为所述第二上止挡面，下端面为所述第二下止挡面，所述第二上止挡面与所述下固定杆的下端面之间设有便于所述棱柱体向上移动的行程间隙。

优选的，所述下固定杆和所述棱柱体上沿轴向设有过线孔。

优选的，所述测力部包括应变片和第一位移传感器，所述应变片设置在所述第二上止挡面上，用于检测所述第一上止挡面和所述第二上止挡面间的作用力；所述第一位移传感器设置在第一上止挡面上，用于检测所述活动杆部与所述固定杆部的相对移动。

优选的，所述钢质膜片上设有多个用于检测所述钢质膜片膨胀位移的第二位移传感器；所述探头部上设有用于检测土体孔隙水压力的孔压传感器。

本发明的另一目的在于提供一种土体外摩擦角测试方法，所述方法使用的是上述的扁铲侧胀仪，所述方法包括以下步骤：

S10：将所述探头部下压至待测土体内预定深度，并获取作用在所述钢质膜片上的径向压应力P；

S20：通过所述升降部的向上移动带动所述探头部向上移动，并通过测力部获取所述探头部移动瞬间，待测土体作用在所述钢质膜片上的静摩擦力Fmax；

S30：通过外摩擦角换算公式计算待测土体的外摩擦角；其中，外摩擦角换算公式计算为：

本发明的有益效果：

本发明采用时间分割的原理，通过将与探头部连接的活动杆部的顶端套设在固定杆部的底端，升降部在活动杆部内腔中与下固定杆可相对移动的连接，配合升降部的第二上止挡面、第二下止挡面与活动杆部内腔中第一上止挡面、第一下止挡面形成的上止挡配合和下止挡配合，分别带动探头部上升和下降，先获取探头部在待测土体中的径向压应力，再通第二上止挡面上的测力部获得探头部与待测间的静摩擦力，可在一次试验中，间接得出土体模量和外摩擦角。

附图说明

图1为本发明的具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪的主视图；

图2为本发明的具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪的结构示意图；

图3为图2中的局部放大图；

图4为活动杆部结构示意图；

图5为固定管与升降部的连接示意图；

图6为现有扁铲侧胀仪的结构示意图。

图中附图标记说明：

1、测量杆；2、扁铲；3、控制单元；4、压力源；5、气电管路；

100、探头部；

110、钢质膜片；120、第二位移传感器；130、孔压传感器；

200、活动杆部；

210、上升降管；220、下连接管；230、限位槽；231、第一上止挡面；232、第一下止挡面；

300、固定杆部；

310、上连接管；320、下固定杆；321、过线孔；322、驱动电机；323、电机座；324、轴承；325、驱动螺杆；

400、升降部；

410、棱柱体；411、第二上止挡面；412、第二下止挡面；420、圆柱体；

500、测力部；

510、应变片；520、第一位移传感器；

600、密封圈；

700、雷莫接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例，如图1-图5所示，一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，用于在一次试验中获取土体模量和外摩擦角；该扁铲侧胀仪包括：

探头部100，该探头部100的侧面上设有钢质膜片110，用于获取待测土体对探头部100的径向压应力P。

活动杆部200，该活动杆部200的底端与探头部100固定连接，且活动杆部200顶端的内腔中设有第一上止挡面231和第一下止挡面232，且第一上止挡面231设置于第一下止挡面232正上方。

固定杆部300，活动杆部200的顶端可轴向移动的套设在固定杆部300底端上，以使活动杆部200与固定杆部300可相对移动。

升降部400，该升降部400可升降的设置在活动杆部200顶端内腔中，并与固定杆部300可相对移动的连接，升降部400设有第二上止挡面411和第二下止挡面412；其中，第一上止挡面231与第二上止挡面411形成上止挡配合，以通过升降部400的向上移动带动活动杆部200相对固定杆部300向上移动；第一下止挡面232与第二下止挡面412形成下止挡配合，以通过升降部400的向下移动带动活动杆部200与固定杆部300同步向下移动，进而带动探头部100向下移动至待测土体内。

测力部500，该测力部500设置在第一上止挡面231与第二上止挡面411之间，用于获取钢质膜片110与待测土体间的静摩擦力Fmax，也就是检测活动杆部200与固定杆部300相对移动前，第一上止挡面231与第二上止挡面411之间的最大压力。

本申请采用时间分割的原理，先通过将与探头部100连接的活动杆部200的顶端套设在固定杆部300的底端，升降部400在活动杆部200内腔中与固定杆部300可相对移动的连接，配合升降部400的第二上止挡面411、第二下止挡面412与活动杆部200内腔中第一上止挡面231、第一下止挡面232形成的上止挡配合和下止挡配合，以通过升降部400的升降分别带动探头部100向上移动和向下移动，并在获取探头部100在待测土体中的径向压应力P后，通过第二上止挡面411上的测力部500获取探头部100与待测土体间的静摩擦力Fmax，可在一次试验中，间接得出土体模量和外摩擦角。

在一具体实施例中，如图3、图4所示，活动杆部200包括上下设置、可拆卸连接的上升降管210和下连接管220；其中，上升降管210管壁的底端呈上大下小的台阶状，下连接管220顶端内腔包括圆柱腔段和棱柱腔段，且圆柱腔段设置在棱柱腔段的上方，以使下连接管220顶端内腔呈上大下小的台阶状，且上升降管210底端的台阶高度小于等于下连接管220顶端圆柱腔段的高度，以使上升降管210的底端与下连接管220的顶端连接为一体后，在上升降管210和下连接管220之间形成一限制升降部400周向转动的限位槽230，该限位槽230的上槽壁面为第一上止挡面231，限位槽230的下槽壁面为第一下止挡面232，也就是上升降管210的下端面为第一上止挡面231，下连接管220内腔中的台肩面为第一下止挡面232。

如此设置，是因为：活动杆部200的顶端套设在固定杆部300的底端外侧，使得活动杆部200与固定杆部300之间可轴向滑动，为了实现下压固定杆部300时，活动杆部200带动探头部100跟随固定杆部300同步向下移动至待测土体内预定深度，需要在活动杆部200内腔中设置与固定杆部300底端的升降部400形成下止挡配合的第一下止挡面232；同时，在测量探头部100上钢质膜片110与待测土体间的静摩擦力时，又需要活动杆部200向上移动，且固定杆部300保持静止不动，也就是需要固定杆部300底端的升降部400带动活动杆部200相对固定杆部300向上移动，所以需要在活动杆部200内腔中设置与升降部400形成上止挡配合的第一上止挡面231。但在实际生产活动中，在活动杆部200的内周壁上直接加工限位槽230，由于升降部400的径向尺寸大于活动杆部200的内径尺寸，无法将升降部400安装在限位槽230中，且直接旋转切削而成的、横截面为圆形的限位槽230也无法限制升降部400的周向转动，进而导致升降部400无法带动活动杆部200向上移动。

在本实施例中，将活动杆部200设计成分体结构后，配合上升降管210管壁底端的上大下小的台阶状设置和下连接管220顶部内腔的上大下小的台阶状设置，可使下连接管220顶端与上升降管210底端连接为一体后，在上升降管210的下端面与下连接管220的台肩面之间直接形成限位槽230。同时由于下连接管220顶部内腔包括上下设置的圆柱腔段和棱柱腔段，圆柱腔段与上升降管210的底端连接后，可使棱柱腔段形成横截面为多边形的限位槽230；横截面为多边形的升降部400设置在限位槽230内，可通过限位槽230内壁与升降部400侧壁的止挡配合，防止升降部400发生周向转动。同时，相较于在下连接管220内壁上设置周向滑槽，并在升降部400上设置滑块的方式，本申请具有结构简单，易于加工成型的优点。

优选的，在下连接管220顶端的圆柱腔段上设有内螺纹，在上升降管210底端设有外螺纹，以使上升降管210的底端螺纹连接于下连接管220的顶端内腔中。如此设置，是因为，螺纹连接不仅可以实现上升降管210和下连接管220之间的密封连接，还因螺纹连接的便捷性，便于将升降部400设置在限位槽230内。

同时，在实际生产过程中，需使上升降管210、下连接管220和固定杆部300的外径尺寸保持一致，以减小扁铲侧胀仪压入待测土体时，对土体结构的破坏。

更优选的，限位槽230的横截面为正六边形，且下连接管220顶端的棱柱腔段的外接圆径向尺寸小于或等于圆柱腔段的径向尺寸。如此设置，是因为，内六角孔加工工艺成熟，便于在活动杆部200上加工出限位槽230。

在一具体实施例中，如图3、图5所示，固定杆部300包括上连接管310和下固定杆320，且上连接管310的底端与下固定杆320的顶端螺纹连接；在下固定杆320的内腔中设有驱动螺杆325，该驱动螺杆325通过轴承324与下固定杆320转动连接，以使驱动螺杆325可绕自身轴线转动；该驱动螺杆325沿轴向向下延伸，并在贯穿整个下固定杆320后与升降部400螺纹连接；在下固定杆320的顶端设有顶部开口的安装槽，该安装槽内设有电机座323，该电机座323的顶端通过连接螺栓与下固定杆320可拆卸的连接为一体；电机座323内固定安装有一驱动电机322，该驱动电机322的动力输出轴与驱动螺杆325的顶端传动连接，以通过驱动螺杆325的转动带动升降部400上升或下降。

如此设置，是因为：为了实现活动杆部200相对固定杆部300的向上移动，以及活动杆部200和固定杆部300的同步向下移动，需要使升降部400可相对下固定杆320轴向移动。在实施例中，在下固定杆320的内腔中设置驱动螺杆325，并将驱动螺杆325的底端与设置在活动杆部200的限位槽230中的升降部400螺纹连接；需要活动杆部200与固定杆部300同步向下移动时，可通过固定杆部300的向下移动，直接带动升降部400同步向下移动，进而通过升降部400带动活动杆部200跟随固定杆部300同步向下移动；需要活动杆部200相对固定杆部300向上移动时，可通过驱动螺杆325的转动带动升降部400在限位槽230中向上移动，进而带动活动杆部200相对固定杆部300向上移动。

优选的，升降部400包括棱柱体410和圆柱体420，该棱柱体410固定设置在圆柱体420的顶端；棱柱体410可升降的设置在活动杆部200的限位槽230中，并与驱动螺杆325的底端螺纹连接；比如：棱柱体410为螺母。其中，棱柱体410的上端面为第二上止挡面411，棱柱体410的下端面为第二下止挡面412，第二上止挡面411与下固定杆320的下端面之间设有行程间隙；如此设置，是因为：在棱柱体410的第二上止挡面411与下固定杆320的下端面之间留有间隙，使得驱动螺杆325的转动时，棱柱体410可沿驱动螺杆325的轴线方向上移动并与活动杆部200抵接，对活动杆部200施加压力，以带动活动杆部200相对固定杆部300向上移动。

圆柱体420套设于下连接管220的内腔中，且圆柱体420与下连接管220之间设有密封环，实现升降部400与活动杆部200之间的密封。

更优选的，在电机座323、下固定杆320、棱柱体410和圆柱体420上沿轴向设有同轴的过线孔321。如此设置，便于气电管路5将探头部100与地面上的控制单元3和压力源4连接。

再优选的，在上连接管310的顶端设有雷莫接头700。如此设置，通过雷莫接头700与数据线接头连接，可准确获取测量参数。

在一具体实施例中，如图3、图5所示，测力部500包括应变片510和第一位移传感器520，应变片510设置在第二上止挡面411上，用于检测第一上止挡面231和第二上止挡面411间的作用力，也就是压力，且该作用力大小与待测土体对探头部100上钢质膜片110的静摩擦力大小相等。第一位移传感器520设置在第一上止挡面231上，用于检测活动杆部200与固定杆部300的相对移动，便于获取待测土体对探头部的静摩擦力Fmax。如此设置，是因为：在计算待测土体的外摩擦角时，需要获取待测土体对探头部100上钢质膜片110的径向压应力P和静摩擦力Fmax，径向压应力P可通过侧胀后的钢质膜片110面积s和作用在钢质膜片上的气体压强p′获得，即：P＝s*p′。但是待测土体对探头部100上钢质膜片110的静摩擦力Fmax无法直接获取，本申请通过采用固定杆部300与活动杆部200的轴向移动连接的方式，使待测土体对钢质膜片110的静摩擦力等于驱动活动杆部200相对固定杆部300向上移动的驱动力，可以通过检测升降部400与活动杆部200之间的作用力间接获得待测土体作用在上钢质膜片110的静摩擦力Fmax，具有参数获取方便，准确率高的优点。

在一具体实施例中，如图1所示，钢质膜片110上设有多个第二位移传感器120，比如五个；如此设置，是因为：第二位移传感器120可准确测量出钢质膜片110的侧胀位移，以便于准确计算出钢质膜片110侧胀后的球面面积。

优选的，在探头部100上还设有用于检测土体孔隙水压力的孔压传感器130。如此设置，是因为：通过设置孔压传感器130，可在一次土体力学测试中，同时获取待测土体的孔隙水压力，实现一次力学测试，同时获得三种土体力学参数的效果。

实施例，一种土体外摩擦角测试方法，该方法使用的上述的扁铲侧胀仪，该方法包括以下步骤：

S10：将探头部100下压至待测土体预定深度，并获取作用在探头部100上的径向压应力P。具体为：

S11：先通过雷莫接头700将固定杆部300的顶端与静压机探杆或者钻杆连接，再通过静压机将探头部100下压至待测土体预定深度。

S12：先通过气电管路5向探头部100内充入高压气体，使探头部100上的钢质膜片110产生侧胀，再获取气体压强p′和钢质膜片110膨胀位移。

S13：先计算钢质膜片110膨胀后的受力面积s，再通过压强计算公式P＝s*p′，计算作用在钢质膜片110上的径向压应力P。

S20：通过升降部400的向上移动带动探头部100向上移动，并通过测力部500获取探头部100移动瞬间，作用在钢质膜片110上的静摩擦力Fmax。具体为：

S21：保持固定杆部300位置不变，启动驱动电机322通过驱动螺杆325带动升降部400向上移动。

S22：先通过应变片510获取升降部400对上升降管210的压力曲线，并通过第一位移传感器520在压力曲线上确定静摩擦力Fmax。

S30：通过外摩擦角换算公式计算待测土体的外摩擦角；其中，外摩擦角换算公式为：

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益技术效果：

本申请中的扁铲侧胀仪在原有扁铲的基础上增设了孔压传感器和位移传感器，能够同时测量钢质膜片上多个点的膨胀点数值，扩大扁铲的测试功能，同时还具备测试土体外摩擦角的功能，一套设备一次动土即可测试多种土体力学性能参数，保证测试结果精准，并能够提高检测效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，包括：

探头部（100），所述探头部（100）的侧面上设有用于获取径向压应力的钢质膜片（110）；

活动杆部（200），所述活动杆部（200）包括轴向固定连接的上升降管（210）和下连接管（220），所述下连接管（220）的底端与所述探头部（100）连接，所述活动杆部（200）的内腔中设有第一上止挡面（231）和第一下止挡面（232），且所述第一上止挡面（231）和第一下止挡面（232）之间形成限位槽（230）；

固定杆部（300），所述上升降管（210）的顶端可轴向移动的套设在所述固定杆部（300）底端上，所述固定杆部（300）内部中空，并且在所述固定杆部（300）内腔底部设有一可绕自身轴线转动的驱动螺杆（325），所述驱动螺杆（325）的顶端与固定在所述固定杆部（300）内腔中的驱动电机（322）传动连接；

升降部（400），所述升降部（400）包括棱柱体（410），所述棱柱体（410）可升降的设置在限位槽（230）中，且所述棱柱体（410）与所述驱动螺杆（325）的底端螺纹连接，以使所述升降部（400）与所述固定杆部（300）可相对移动；所述棱柱体（410）的上端面为第二上止挡面（411），所述棱柱体（410）的下端面为第二下止挡面（412），所述第一上止挡面（231）与所述第二上止挡面（411）形成上止挡配合，以通过所述升降部（400）的向上移动带动所述活动杆部（200）相对所述固定杆部（300）向上移动；所述第一下止挡面（232）与所述第二下止挡面（412）形成下止挡配合，以通过所述升降部（400）的向下移动带动所述活动杆部（200）与所述固定杆部（300）同步向下移动；测力部（500），所述第二上止挡面（411）与所述第一上止挡面（231）之间设有便于所述棱柱体（410）向上移动的行程间隙，所述测力部（500）设置在所述第一上止挡面（231）与所述第二上止挡面（411）之间，用于获取作用在所述钢质膜片（110）上的静摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述上升降管（210）管壁的底端呈上大下小的台阶状，所述下连接管（220）顶端内腔呈上大下小的台阶状，且所述下连接管（220）顶端的台阶高度大于上升降管（210）底端的台阶高度，以使所述上升降管（210）和所述下连接管（220）之间形成限位槽（230）。

3.根据权利要求2所述的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述下连接管（220）顶端螺纹连接于所述上升降管（210）底端外侧。

4.根据权利要求1所述的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述固定杆部（300）包括上连接管（310）和下固定杆（320），所述上连接管（310）的底端与所述下固定杆（320）的顶端螺纹连接；所述上连接管（310）的顶端设有雷莫接头（700）。

5.根据权利要求4所述的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述下固定杆（320）和所述棱柱体（410）上沿轴向设有过线孔（321）。

6.根据权利要求1所述的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述测力部（500）包括应变片（510）和第一位移传感器（520），所述应变片（510）设置在所述第二上止挡面（411）上，用于检测所述第一上止挡面（231）和所述第二上止挡面（411）间的作用力；所述第一位移传感器（520）设置在第一上止挡面（231）上，用于检测所述活动杆部（200）与所述固定杆部（300）的相对移动。

7.根据权利要求1所述的一种具有测试外摩擦角功能的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述钢质膜片（110）上设有多个用于检测所述钢质膜片（110）膨胀位移的第二位移传感器（120）；所述探头部（100）上设有用于检测土体孔隙水压力的孔压传感器（130）。

8.一种土体外摩擦角测试方法，所述方法使用的权利要求1-7任意一项所述的扁铲侧胀仪，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S10：将所述探头部（100）下压至待测土体内预定深度，并获取作用在所述钢质膜片（110）上的径向压应力P；

S20：通过所述升降部（400）的向上移动带动所述探头部（100）向上移动，并通过测力部（500）获取所述探头部（100）移动瞬间，待测土体作用在所述钢质膜片（110）上的静摩擦力Fmax；S30：通过外摩擦角换算公式计算待测土体的外摩擦角；其中，外摩擦角换算公式计算为：。