CN200993624Y - 便携式土壤承载刚度测量仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式的土壤承载刚度测量仪，包括压杆、压头和弹簧，其特点是：压杆分为上压杆和下压杆，上压杆为螺旋压杆，上压杆顶部有旋转横杆，下部通过螺纹旋进套筒内部，筒体下部有透明刻度，套筒底部安装有底盘，上压杆底部装有移动压块，移动压块底部依次安装弹簧、下压杆和压头，移动压块、弹簧、下压杆和压头都安装在套筒内，弹簧底部有指针，通过旋转螺旋压杆，观测压头的深入程度，指针指向套筒上的刻度，读出土壤的下陷量就可以计算土壤的刚度。

Description

便携式土壤承载刚度测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种测量土壤特性的仪器，特别是测试土壤承压刚度的仪器。

技术背景

公开文献报道对土壤的测量的仪器有很多种，例如：土壤密度、湿度、酸碱度、粗糙度、电阻率、压实度、表面形态测量仪等，但目前测试土壤承载能力仪器很少，目前采用的仪器主要是贝氏仪，但是车载贝氏仪的造价过高，而且其适用性也有一定的局限性，对于一些地形条件复杂的地区，车载贝氏仪的功能就不能发挥出来。

近年来文献也公开了一些测量土壤承载力、土壤强度、土壤密度的方法和仪器，从中国专利和科技期刊我们检索到以下资料：

1、中国专利：<申请号>00264891<发明名称>便携式土壤贯入仪<申请人>中国科学院力学研究所<联系地址>北京市海淀区中关村路15号<摘要>  本实用新型涉及对浅层土壤地基承载力进行测定的便携式土壤贯入仪，包括：把手上固定传动杆和一根传力杆，在底座上还固定一根传动杆，所述的传动杆是一根末端带有触头的杆，每根传力杆的触头与滑动电阻接触，传力杆与一管套内的弹簧相接，管套外套一滑动电阻，滑动杆在滑动电阻外固定，管套的下端固定带有锥头的锥杆；滑动电阻的接线柱通过导线与数据分析模块电联接。该仪器具有测量精度高、可靠性好。

2、中国专利：<申请号>91108115<发明名称>智能式土壤参数综合测定仪<申请人>江苏工学院<联系地址>江苏省镇江市东郊<摘要>本发明是一种智能式土壤力学参数综合测定仪。能在野外实地测量处理出6个土壤力学参数(即K-[c]、K-[Φ]、n、c、Φ、k)。本发明采用测压，测扭综合装置和线位移，角位移传感器结构，应用非电量测量原理，通过-套压扭双作用传感器、信号处理转换器以及微型计算机直接打印出各种力学参数，从而改变目前仍不能直接测量各种土壤力学参数的状况，而且不需要多种测量仪器进行测量的状态。本发明具有测量精度高，成本低，操作简便等优点。

3、中国专利：<申请号>88216005<发明名称>荷载板土壤强度检测车<申请人>铁道部第一工程局机械筑路工程处<联系地址>北京市怀柔火车站<摘要>本实用新型是一种荷载板土壤强度检测车，是一种测量飞机机场跑道、公路、铁路以及其他土建工程地基强度的新型机械，其具有机动灵活，测量时间短，精度高，消除了人为造成的误差，减轻了试验人员的劳动强度，简化了设备安装手续，提高了工作效率等优点，具有较大的使用价值。

4、中国专利：<申请号>85105332<发明名称>土壤强度综合测试仪<申请人>武汉工学院<联系地址>湖北省武汉市武昌马房山<摘要>一种土壤强度综合测试仪，其一套传力传扭部件通过锁位机构使测杆产生上、下或旋转运动，来进行各种土壤强度的测量，从而改变目前各种不同的土壤强度需用不同的测量仪器进行测量的状况，并且该仪器采用自动记录，测量范围均大于现有测量仪器的测量范围.

5、中国专利：<申请号>88206536<发明名称>插入式湿度密度联合测量仪<申请人>核工业部北京核仪器厂<联系地址>北京市8800信箱<摘要>本实用新型公开了一种插入式湿度密度联合测量仪，包括测量单元、连接电缆和测量探头。探测元件采用锂玻璃镶嵌式。用一个探头插入待测物料，可同时给出湿度、密度两个参数，具有结构简单、成本低、使用方便等优点，可用于路基的密实度测量、水坝的渗漏测量、土壤墒情测量及其他粉粒堆料的湿度密度测量。

6、中国期刊：【题名】确定土壤刚度的机械阻抗方法【作者】郑春歧王绍华【机构】不详【刊名】沈阳建筑工程学院学报.1993，9(3).-247-255【文摘】本文从振动轮-土壤的力学模型出发，分析了振动压实的基本原理，研制了振动压路机压实度检测仪并进行了试验，试验证明，所研制的检测仪可以较好地解决传统检测方法费时、费力等问题，而且可以实时检测压实度，可有效地避免“欠压”和“过压”现象的发生，实时控制施工质量。

上述文献虽然公开了测量土壤的一些参数的测试方法和仪器，但是对土壤承载刚度还未见有测量方法和仪器的报道。

发明内容

本实用新型要解决的技术方案是提供一种能够适应一般丘陵地形和其他土壤条件的便携式的土壤承载刚度测量仪。

本实用新型的便携式土壤承载刚度测量仪包括压杆、压头和弹簧，其特点是：压杆分为上压杆和下压杆，上压杆为螺旋压杆，上压杆顶部有旋转横杆，下部通过螺纹旋进套筒内部，筒体下部有透明刻度，套筒底部安装有底盘，上压杆底部装有移动压块，移动压块底部依次安装弹簧、下压杆和压头，移动压块、弹簧、下压杆和压头都安装在套筒内，弹簧底部有指针，通过旋转螺旋压杆，观测压头的深入程度，指针指向套筒上的刻度，读出土壤的下陷量就可以计算土壤的刚度。

以上所述的下压杆与压头连接方式，是通过螺纹连接或镶嵌连接。

以上所述的螺旋压杆与旋转压块的连接方式是上压杆头部内嵌到旋转压块内部，二者的接触面为球面，螺旋压杆旋转，旋转压头向下运动，形成滑块机构，并可拆卸。

以上所述的压头的形状为圆柱形或圆锥形，可以有系列大小尺寸(在套筒内径范围内)，方便测量不同的土壤刚度。

以上所述的套筒底部的底盘主要是供测量者站在上面，使之底盘紧贴地面，测量仪器保持水平和稳定，直径可以有系列大小尺寸，可以适应土壤表面的平整度。

本便携式土壤承载刚度测量仪的工作过程：通过旋转横杆带动螺旋压杆旋转下压，旋转压块在螺旋压杆的作用下向下运动，并对弹簧施压，弹簧压缩并把压力传递给压杆和压头，通过安装在压杆上的指针可以读出土壤的下陷量，已知螺旋压杆的螺距，通过横杆旋转的圈数便可知螺旋压杆的下降量，螺旋压杆的下陷量减去土壤的下陷量便是弹簧的压缩量，通过已知的弹簧系数便可算出压力，进而可以得出土壤的刚度。

本实用新型的测量工作原理及特点：通过给定压力的基础上来测量土壤的变形量，根据弹簧的刚度系数(已标定)和弹簧的变形量可求出测量压力的大小，设置一定的测量弹簧的变形量(给定压力)测出土壤的下陷量，即可求出土壤的承载刚度。该测量装置的特点是结构合理、携带方便、制造成本低，便于在一些丘陵地带，特别是大型机械不太适合的地区进行土壤承压特性的试验研究。

本实用新型可以应用于测量农作物耕种土地的刚度，为农机具的作业提供设计依据，如果对弹簧、底盘以及外形结构进行改进，可以应用于公路地基、房屋建造等土壤刚度的测量。

附图说明

图1是本实用新型便携式土壤承载刚度测量仪剖面结构图。

图2是螺旋压杆和旋转压头的连接结构示意图。

具体实施方式

如图1所示便携式土壤承载刚度测量仪示意图，通过旋转横杆1驱动螺旋压杆2旋转，螺旋压杆2和套筒3通过螺纹相连，螺旋压杆2的压杆头12以半球形内嵌到移动压块4内部，弹簧5的两端分别套在移动压块4和压杆8上，压头9通过螺纹和压杆8相连，筒体3下部有透明刻度7，套筒3底部安装有底盘10，在压杆8上有指针6指在套筒3的刻度7上，压头9的形状为圆柱形。

如图2所示的螺旋压杆2的旋转压头12与移动压块4的连接结构示意图，螺旋压杆2的头部12内嵌到移动压块4的内部，螺旋压杆2的头部的旋转压头12在旋转压块4的内部旋转但是不脱离移动压块，移动压块4的上方有挡板11。

Claims (5)

1、一种便携式土壤承载刚度测量仪，包括压杆、压头和弹簧，其特征在于：压杆分为上压杆(2)和下压杆(6)，上压杆(2)为螺旋压杆，上压杆(2)顶部有旋转横杆，下部通过螺纹旋进套筒(3)内部，筒体下部有透明刻度(7)，套筒底部安装有底盘(10)，上压杆底部装有移动压块(4)，移动压块(4)底部依次安装弹簧(5)、下压杆(8)和压头(9)，旋转压块、弹簧(5)、下压杆(8)和压头(9)都安装在套筒(3)内，弹簧(5)底部有指针(6)，指针指向套筒上的刻度(7)。

2、根据权利要求1所述的便携式土壤承载刚度测量仪，其特征在于：所述的下压杆(8)与压头(9)连接方式，是通过螺纹连接或镶嵌连接。

3、根据权利要求1所述的便携式土壤承载刚度测量仪，其特征在于：所述的螺旋压杆与移动压块(4)的连接方式是上压杆(2)头部的旋转压头(12)内嵌到移动压块(4)内部，二者的接触面为球面。

4、根据权利要求1所述的便携式土壤承载刚度测量仪，其特征在于：所述的压头(9)的形状为圆柱形或圆锥形，可以有系列大小尺寸。

5、根据权利要求1所述的便携式土壤承载刚度测量仪，其特征在于：螺旋压杆(2)头部内嵌到移动压块(4)内部，形成滑块机构，可拆卸。

Images