CN208254964U - 一种全液压三腔式旁压仪探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全液压三腔式旁压仪探头，包括壳体，所述壳体中心处设有一与所述壳体同轴的中心管，所述中心管通过若干平行的紧固环与所述壳体固定连接，位于最下方的所述紧固环下方的所述中心管外壁从上至下依次设有上保护腔、测量腔和下保护腔，所述中心管上设有两位三通电磁阀，所述两位三通电磁阀上端连通设有进水管，下端连通设有第一分支管路和第二分支管路，所述第一分支管路与所述上保护腔和所述下保护腔连通，所述第二分支管路与所述测量腔连通，采用一个进水管同时实现对保护腔和测量腔的压力施加，采用两位三通电磁阀即可实现第一分支管路和第二分支管路的随意切换，操作便捷且效果良好，降低了成本，提升了工作效率和工作强度。

Description

一种全液压三腔式旁压仪探头

技术领域

本实用新型涉及岩土材料测试仪器技术领域，具体涉及一种全液压三腔式旁压仪探头。

背景技术

随着我国基础设施建设和城市化发展的加快，一些大工程和高层建筑物日益增多，能够提供准确、可靠的地基岩土物理力学参数的勘察工作变得极为重要。旁压试验是一种原位水平荷载测试试验，其原理是在钻孔中利用一个可膨胀的圆形旁压器，在竖直的钻孔中对其加压，通过旁压器的膨胀使孔壁土体(软岩)变形，从而确定土体(软岩)应力-应变特征。目前国内外对旁压仪探头及使用方面已有较系统的研究，但在以下几方面还存在不足：

(1)单腔室旁压仪探头精度低，适用范围有限。如图4所示，适当的压力可以引起旁压仪外膜较均匀的变形；但是压力较大时，单腔室旁压器两头会向外延伸，造成腔室体积畸形变化，这样一来就会导致我们得不到真实的体积变化，而且这个现象随着土层的硬度变大而变得更严重，从而对岩土体模量、屈服压力、极限压力等数据的计算带来一定的误差。

(2)目前较普遍的三腔式旁压仪探头如图5所示，普遍采用双管加压系统，如图3所示，包括上保护腔、测量腔和下保护腔，试验开始时先给上保护腔和下保护腔充水施加水压，然后向中间的测量腔中充水并施加水压，上保护腔和下保护腔会起到协调变形的作用，用以减缓单腔室旁压仪探头试验过程中的旁压器外膜两头向外延伸而造成腔室体积畸变的情况。但是这种方法装置复杂、操作复杂、成本较高，实际勘探现场使用起来费时费力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的公开了一种全液压三腔式旁压仪探头，可极大地简化试验操作，降低试验成本，提升现场地基岩土物理力学参数勘察的工作效率和工作强度。

本实用新型的提供一种全液压三腔式旁压仪探头，包括壳体，所述壳体中心处设有一与所述壳体同轴的中心管，所述中心管通过若干平行的紧固环与所述壳体固定连接，所述中心管底部密封，位于最下方的所述紧固环下方的所述中心管外壁从上至下依次设有一上保护腔、一测量腔和一下保护腔，所述中心管上设有一两位三通电磁阀，所述两位三通电磁阀包括位于上端的进水端和位于下端的两个出水端，所述进水端连通设有一进水管，两个所述出水端分别连通设有一第一分支管路和一第二分支管路，所述第一分支管路与所述上保护腔和所述下保护腔连通，所述第二分支管路与所述测量腔连通。

进一步地，所述两位三通电磁阀包括一阀本体，所述阀本体内设有一密闭腔，所述密闭腔顶部设有贯穿所述阀本体的进水口，所述进水口内固定安装有所述进水管，所述密闭腔底部对称设有贯穿所述阀本体的第一出口和第二出口，所述第一出口内固定安装有所述第一分支管路，所述第二出口内固定安装有所述第二分支管路，所述密闭腔内设有一先导阀，所述先导阀可在所述密闭腔内左右移动，实现所述第一分支管路和所述第二分支管路与所述进水管的切换导通。

进一步地，所述先导阀包括线圈、转轴、活塞和弹簧，所述线圈竖直置于所述阀本体内，所述线圈方向相对的所述阀本体侧壁内设有一水平的凹槽，所述转轴一端水平穿过所述阀本体内侧壁通过弹簧可移动地安装入所述线圈内，所述转轴另一端横穿过所述密闭腔可移动安装于所述凹槽内，一信号控制线一端电连接所述线圈，另一端穿过所述阀本体电连接有控制器，所述转轴上安装所述活塞，当所述线圈得电时，所述转轴受力克服所述弹簧弹力向线圈方向移动，带动所述活塞关闭所述第二分支管路，同时打开所述第一分支管路，当所述线圈不得电时，所述弹簧弹力推动所述转轴向凹槽方向移动，带动所述活塞关闭所述第一分支管路，同时打开所述第二分支管路。

进一步地，所述密闭腔包括位于上方的进水腔和位于下方的混合腔，所述混合腔的纵向截面与所述活塞的纵向截面相同，所述活塞的横截面积大于所述第一分支管路或第二分支管路的横截面积。

进一步地，所述两位三通电磁阀为圆柱形，所述两位三通电磁阀的直径为45±0.5mm，长度为90mm，所述进水管的直径为2.5mm。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

1、采用一个进水管代替现有旁压仪探头的进气和进水两个管路，即不用外加的气压控制系统，仅用一个水压控制系统同时实现对保护腔和测量腔的压力施加，结构更加简单、成本更低且实用性更强。

2、进水管和两个分支出水管中间用两位三通电磁阀相连，实现第一分支管路和第二分支管路的随意切换，操作起来更加的方便，第一分支管路连通上保护腔和下保护腔，第二分支管路连通测试腔，通过控制器控制线圈得电和失电，就可分别对上保护腔和下保护腔及测试腔的充水施压，操作便捷且效果良好，极大地简化了试验操作，降低了试验成本，提升了现场地基岩土物理力学参数勘察的工作效率和工作强度。

附图说明

图1是本实用新型一种全液压三腔式旁压仪探头的结构示意图；

图2是本实用新型中两位三通电磁阀的剖视图；

图3是现有技术中旁压仪的双管加压系统结构图；

图4是现有技术中单腔室旁压仪探头的不同压力时的状态图；

图5是现有技术中三腔式旁压仪探头的结构图。

图中：

1、壳体 2、中心管 3、紧固环 4、上保护腔 5、测量腔 6、下保护腔 7、两位三通电磁阀 71、阀本体 72、密闭腔 73、进水口 74、第一出口 75、第二出口 8、进水管 9、第一分支管路 10、第二分支管路 11、先导阀 111、线圈 112、转轴 113、活塞 114、弹簧 12、凹槽13、控制信号线。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本实用新型的实施例公开了一种全液压三腔式旁压仪探头，包括壳体1，所述壳体1中心处设有一与所述壳体1同轴的中心管2，所述中心管2通过若干平行的紧固环3与所述壳体1固定连接，所述中心管2底部密封，可使所述中心管2内不会流入杂质，如水、泥土或者流沙等，保证了在该探头使用时不会受到外界环境的影响。本实施例中所述紧固环3为平行设置的两个，位于最下方的所述紧固环3下方的所述中心管2外壁从上至下依次设有一上保护腔4、一测量腔5和一下保护腔6，所述中心管2上设有一两位三通电磁阀7，所述两位三通电磁阀7为圆柱形，可很轻松的安装于所述中心管2上，所述两位三通电磁阀7位于两所述紧固环3中间的所述中心管2位置，所述两位三通电磁阀7包括一阀本体71，所述阀本体71内设有一密闭腔72，所述密闭腔72包括位于上方的进水腔和位于下方的混合腔，所述密闭腔顶部设有贯穿所述阀本体71的进水口73，所述进水口73内固定安装一进水管8，所述密闭腔72底部对称设有贯穿所述阀本体71的第一出口74和第二出口75，所述第一出口74内固定安装第一分支管路9，所述第二出口75内固定安装第二分支管路10，所述第一分支管路9另一端分别与所述上保护腔4和所述下保护腔6连通，所述第二分支管路10另一端与所述测量腔5连通，这样从进水管8进来的水先进入至进水腔中，随后在混合腔内选择性接通所述第一分支管路9或所述第二分支管路10后排出。

所述两位三通电磁阀7的直径可采用45±0.5mm，高为90mm，所述进水管8的直径为2.5mm，所述第一出口74和所述第二出口75分别位于所述两位三通电磁阀7底部。

所述密闭腔72内设有一先导阀11，所述先导阀11可在所述密闭腔72内左右移动，实现所述第一分支管路9和所述第二分支管路10与所述进水管8的切换导通，所述先导阀11包括线圈111、转轴112、活塞113和弹簧114，所述线圈111竖直置于所述阀本体71侧壁内，所述线圈111方向相对的所述阀本体71侧壁内设有一水平的凹槽12，所述转轴112一端水平穿过所述阀本体71内壁通过弹簧114可移动地安装入所述线圈111内，所述转轴112另一端横穿过所述密闭腔72可移动安装于所述凹槽12内，所述凹槽12与所述转轴112相配，所述凹槽12的直径略大于所述转轴112的直径，由此所述转轴112可沿着轴心方向在凹槽12内移动，一信号控制线13一端电连接所述线圈111，另一端穿过所述阀本体71电连接有控制器，通过控制器来控制所述线圈111的得电和断电，进而实现所述转轴112在轴心方向上的移动，所述转轴112上并列安装两个所述活塞113，所述混合腔的纵向截面与所述活塞113的纵向截面相同，所述活塞113的横截面积大于所述第一分支管路9或第二分支管路10的横截面积，当控制器控制所述线圈111得电时，所述转轴112受力克服所述弹簧114弹力向线圈111方向移动，带动所述活塞113填充位于线圈111方向的混合腔并完全关闭所述第二分支管路10，同时打开所述第一分支管路9，由此进水管8和第一分支管路9导通，可向上保护腔4和下保护腔6内充水并施压，当达到一定压力时，控制器控制线圈111失电，所述弹簧114通过自身的弹力推动所述转轴112向凹槽12方向移动，带动所述活塞113填充位于线圈111相反方向的混合腔并完全关闭所述第一分支管路9，同时打开所述第二分支管路10，由此进水管8和第二分支管路10导通，可向所述测试腔5施加水压，达到一定的压力值，测量一个压力循环之后，再次通过控制器控制线圈111得电，向上保护腔4和下保护腔6施加水压，达到目标压力值之后再次通过控制器控制线圈111失电，依次类推，实现进行不同压力循环的测试。

通过一个进水管8代替现有旁压仪探头的进气和进水两个管路，借助一个所述两用三通电磁阀7，仅用一个水压控制系统就可以同时实现对上保护腔4、下保护腔6和测量腔5的压力施加，极大地简化了试验操作，降低了试验成本，提升了现场地基岩土物理力学参数勘察的工作效率和工作强度。

本实用新型中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全液压三腔式旁压仪探头，包括壳体，所述壳体中心处设有一与所述壳体同轴的中心管，所述中心管通过若干平行的紧固环与所述壳体固定连接，其特征在于：

所述中心管底部密封，位于最下方的所述紧固环下方的所述中心管外壁从上至下依次设有一上保护腔、一测量腔和一下保护腔，所述中心管上设有一两位三通电磁阀，所述两位三通电磁阀包括位于上端的进水端和位于下端的两个出水端，所述进水端连通设有一进水管，两个所述出水端分别连通设有一第一分支管路和一第二分支管路，所述第一分支管路与所述上保护腔和所述下保护腔连通，所述第二分支管路与所述测量腔连通。

2.如权利要求1所述全液压三腔式旁压仪探头，其特征在于：所述两位三通电磁阀包括一阀本体，所述阀本体内设有一密闭腔，所述密闭腔顶部设有贯穿所述阀本体的进水口，所述进水口内固定安装有所述进水管，所述密闭腔底部对称设有贯穿所述阀本体的第一出口和第二出口，所述第一出口内固定安装有所述第一分支管路，所述第二出口内固定安装有所述第二分支管路，所述密闭腔内设有一先导阀，所述先导阀可在所述密闭腔内左右移动，实现所述第一分支管路和所述第二分支管路与所述进水管的切换导通。

3.如权利要求2所述全液压三腔式旁压仪探头，其特征在于：所述先导阀包括线圈、转轴、活塞和弹簧，所述线圈竖直置于所述阀本体内，所述线圈方向相对的所述阀本体侧壁内设有一水平的凹槽，所述转轴一端水平穿过所述阀本体内侧壁通过弹簧可移动地安装入所述线圈内，所述转轴另一端横穿过所述密闭腔可移动安装于所述凹槽内，一信号控制线一端电连接所述线圈，另一端穿过所述阀本体电连接有控制器，所述转轴上安装所述活塞，当所述线圈得电时，所述转轴受力克服所述弹簧弹力向线圈方向移动，带动所述活塞关闭所述第二分支管路，同时打开所述第一分支管路，当所述线圈不得电时，所述弹簧弹力推动所述转轴向凹槽方向移动，带动所述活塞关闭所述第一分支管路，同时打开所述第二分支管路。

4.如权利要求3所述全液压三腔式旁压仪探头，其特征在于：所述密闭腔包括位于上方的进水腔和位于下方的混合腔，所述混合腔的纵向截面与所述活塞的纵向截面相同，所述活塞的横截面积大于所述第一分支管路或第二分支管路的横截面积。

5.如权利要求2-4任一项所述全液压三腔式旁压仪探头，其特征在于：所述两位三通电磁阀为圆柱形。

6.如权利要求5所述全液压三腔式旁压仪探头，其特征在于：所述两位三通电磁阀的直径为45±0.5mm，长度为90mm，所述进水管的直径为2.5mm。