CN209342276U - 一种设有压力传感器的试验箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种设有压力传感器的试验箱体，包括：箱体本体、压力传感器、数据传输线和设于箱体本体内多个不同的土层；每个所述土层至少包括一个所述压力传感器，所述压力传感器与一条设于同一所述土层内的所述数据传输线连接；所述数据传输线沿长度方向具有连接端和引出端，所述连接端与所述压力传感器连接，所述引出端设于所述箱体本体箱体外侧。在箱体本体的每个不同土层中分别设置至少压力传感器，每个压力传感器需要连接一条数据传输线；数据传输线设于其所连接压力传感器的同一土层内，能够更准确真实模拟了地下水的流动状态，能够获取更准确的孔隙水压力数据，为试验准确性提供了重要支撑。

Description

一种设有压力传感器的试验箱体

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种设有压力传感器的试验箱体。

背景技术

目前，室内模拟试验是研究水-土-结构相互作用机理的重要手段，压力传感器(孔隙水压和土压力)是获取试验数据的唯一装置，但是传感器尺寸和埋设方式对试验箱体的地下水运动影响较大，因此，消除此部分的影响是试验数据准确与否的关键。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术通常采用埋设方式均以垂直埋设方式为主，即传感器埋设至目标位置后，连接传感器的数据传输线垂直引出，此种方法但会造成不同土层中的地下水沿着数据传输线上下窜水，致使监测到的孔隙水压力存在一定偏差。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种设有压力传感器的试验箱体，将压力传感器和与其连接的数据传输线设于的同一土层内，能够更准确真实模拟了地下水的流动状态，为试验准确性提供了重要支撑。

本实用新型实施例提供一种设有压力传感器的试验箱体，包括：箱体本体、压力传感器、数据传输线和设于箱体本体内多个不同的土层；每个所述土层至少包括一个所述压力传感器，所述压力传感器与一条设于同一所述土层内的所述数据传输线连接；所述数据传输线沿长度方向具有连接端和引出端，所述连接端与所述压力传感器连接，所述引出端设于所述箱体本体箱体外侧。

优选地，所述数据传输线弯折的设于所述土层内。

优选地，所述数据传输线的连接端具有环绕部，所述环绕部以所述压力传感器为环绕中心环绕多圈。

优选地，每个所述土层内设置多排所述压力传感器，且每排设置多个所述压力传感器，每个所述压力传感器对应连接一条所述数据传输线。

优选地，还包括多个排水装置，所述排水装置的数量与所述土层的数量相同，且每个所述排水装置对应一个所述土层，所述箱体本体具有第一侧壁，多个所述排水装置自下而上依次设置在所述第一侧壁上，每个所述排水装置包括排水箱和排水管，所述排水箱与所述第一侧壁管道连接，所述排水管设置在所述排水箱远离所述第一侧壁的箱体上。

优选地，所述排水管设有排水管阀门。

优选地，所述排水箱上具有引线孔，所述数据传输线引出端经由所述引线孔穿出所述排水箱。

优选地，还包括软管，所述软管设于所述箱体本体外侧；所述软管一端与所述引线孔连接，所述软管另一端的位置高于所述箱体本体的最高点。

优选地，还包括多个进水装置，所述进水装置与所述土层的数量相同，且每个所述进水装置对应一个所述土层，所述箱体本体具有第二侧壁，所述第二侧壁相对所述第一侧壁设置，多个所述进水装置自下而上依次设置在所述第二侧壁上；每个所述进水装置包括供水箱、多个进水管；所述供水箱与所述第二侧壁管道连接，多个所述进水管的间隔设于所述供水箱远离所述第二侧壁的箱体上。

优选地，所述进水管设有进水阀门。

上述技术方案具有如下有益效果：在通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，研究作用机理研究水-土-结构相互作用机理时，在箱体本体1的每个不同土层中分别设置至少压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外；并且数据传输线4设于其所连接压力传感器3的同一土层内，不需要数据传输线4垂向经过不同的土层引出箱体本体1之外。避免数据传输线4在经过不同的土层时使其与土层之间产生间隙，从而避免了相邻土层中间的水会通过所产生的间隙上下流动而产生串水，所以能够更准确真实模拟地下水的流动状态，能够获取更准确的孔隙水压力数据，为试验的准确性提供了重要支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种设有压力传感器的试验箱体的正视剖视图；

图2是图1俯视图中的同一土层中的压力传感器和数据传输线的埋设示意图；

图3是图2中A处的局部放大图。

附图标记表示为：

1、箱体本体；3、压力传感器；4、数据传输线；5、排水装置；9、进水装置；11、第一侧壁；12、第二侧壁；41、环绕部；52、排水箱；51、排水管；91、供水箱；92、进水管；521、引线孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3，结合本实用新型的实施例，提供一种设有压力传感器的试验箱体，包括：箱体本体1、压力传感器3、数据传输线4和设于箱体本体1内多个不同的土层；每个所述土层至少包括一个所述压力传感器3，所述压力传感器3与一条设于同一所述土层内的所述数据传输线4连接；所述数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，所述连接端与所述压力传感器3连接，所述引出端设于所述箱体本体1箱体外侧。

可理解地，通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，以研究作用机理研究水-土-结构相互作用机理的主要方式，压力传感器是获取土层中各种压力数据的必备装置，所以根据试验研究需要在土层中埋设不同的压力传感器，比如获取孔隙水压的压力传感器和获取土压力的压力传感器。在箱体本体1的每个不同土层中分别设置至少压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外；并且数据传输线4设于其所连接压力传感器3的同一土层内，也就是数据传输线4可水平的埋设在土层内，不需要数据传输线4垂向经过不同的土层引出箱体本体1之外。因为不同的土层具有不同的渗水特性，如果数据传输线4垂向经过不同的土层，数据传输线4在经过不同的土层时会与土层之间产生间隙，所以相邻土层中间的水会通过所产生的间隙上下流动而产生串水，不能真实模拟地下水的流动特点。所以在每个土层中，数据传输线4与其连接的压力传感器3均设于同一土层内，避免了不同土层之间的串水，从而真实模拟地下水的流动状态，能够获取更准确的孔隙水压力数据，为试验的准确性提供了重要支撑。

优选地，作为数据传输线4在土层中设置的优选实施例，如图2所示，所述数据传输线4弯折的设于所述土层内。

可理解地，通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，压力传感器是获取土层中各种压力数据的必备装置，所以根据试验研究需要在土层中埋设不同的压力传感器。在箱体本体1的每个不同土层中分别设置至少压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外；并且数据传输线4设于其所连接压力传感器3的同一土层内，不需要数据传输线4垂向经过不同的土层引出箱体本体1之外。模拟地下土层的不同岩性的土置于箱体本体1内后，每个土层的不同部分可能会产生不同的沉降，在进排水模拟地下水流动的试验过程中，不同的土层也可能会产生沉降。所以将每根数据传输线4弯折的设置在土层内，具体可呈现为蛇形，使得数据传输线4具有长度冗余，当土层产生沉降的时候，使得数据传输线4不会被扯断，确保压力传感器3持久有效的提供准确的监测数据。同时也避免了不同土层之间的串水，能够获取更准确的孔隙水压力数据，也保证了模拟试验的顺利进行。

优选地，作为数据传输线4在土层中设置的优选实施例，如图3所示，所述数据传输线4的连接端具有环绕部41，所述环绕部41以所述压力传感器3为环绕中心环绕多圈。

可理解地，通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，压力传感器是获取土层中各种压力数据的必备装置，所以根据试验研究需要在土层中埋设不同的压力传感器。在箱体本体1的每个不同土层中分别设置至少压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外；并且数据传输线4设于其所连接压力传感器3的同一土层内，不需要数据传输线4垂向经过不同的土层引出箱体本体1之外。模拟地下土层的不同岩性的土置于箱体本体1内后，每个土层的不同部分可能会产生不同的沉降，在进排水模拟地下水流动的试验过程中，不同的土层也可能会产生沉降。所以在用于与压力传感器3连接的数据传输线4的连接端具有环绕部41，环绕部41以压力传感器3为环绕中心环绕多圈，即呈螺旋盘状的多圈缠绕压力传感器3，使得数据传输线4具有长度冗余，当土层产生沉降的时候，使得数据传输线4不会被扯断，确保压力传感器3持久有效的提供准确的监测数据，也保证了模拟试验的顺利进行。

优选地，如图3所示，每个所述土层内设置多排所述压力传感器3，且每排设置多个所述压力传感器3，每个所述压力传感器3对应连接一条所述数据传输线4。

可理解地，通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，压力传感器是获取土层中各种压力数据的必备装置，所以根据试验研究需要在土层中埋设不同的压力传感器。在箱体本体1的每个不同土层中分别设置至少压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外；并且数据传输线4设于其所连接压力传感器3的同一土层内，不需要数据传输线4垂向经过不同的土层引出箱体本体1之外。

根据模拟试验需要，在每个土层内设置多排压力传感器3，且每排设置多个压力传感器3，每个压力传感器3对应连接一条数据传输线4。比如，每个土层设置3排压力传感器3，每排设置5个压力传感器3。如此多的数据传输线4均与所连接的压力传感器3设于同一土层内，可见上述数据传输线4不在垂向经过不同的土层引出到箱体本体1箱体之外，避免了数据传输线4经过不同的土层时与土层之间产生的大量间隙，从而避免了相邻土层中间的水会通过所产生的间隙上下流动而产生串水，能够真实模拟地下水的流动状态情况的发生，从而获取更准确的孔隙水压力数据，为试验的准确性提供了重要支撑。

优选地，如图1所示，还包括多个排水装置5，所述排水装置5的数量与所述土层的数量相同，且每个所述排水装置5对应一个所述土层，所述箱体本体1具有第一侧壁11，多个所述排水装置5自下而上依次设置在所述第一侧壁11上，每个所述排水装置5包括排水箱52和排水管51，所述排水箱52与所述第一侧壁11管道连接，所述排水管51设置在所述排水箱52远离所述第一侧壁11的箱体上。

可理解地，通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，在进行在地下水渗流室内模拟试验时，模拟地下水的动态平衡，所以每个土层中设有排水装置5以模拟形成地下水流动特性。自箱体本体1中土层中排出的水经第一侧壁11流出，进入排水箱52内，再经多个排水管51排出，其中排水管51可为多个，多个排水管51间隔的设置在所述排水箱52远离第一侧壁11的箱体上。多个排水管51能够对排出箱体本体1的水进行分流，以控制水流排出的速度，可实现模拟水力梯度在一定范围内的自由调节控制。其中，排水箱52与第一侧壁11管道连接，所述管道可以多个为间隔设置在第一侧壁11上的孔洞，自该箱体本体1中土层中水经第一侧壁11上的多个孔洞流出，使得箱体本体1中该土层中的均布水流依然能够呈层流水流的状态流出，不会产生大量堆积，能更准确的模拟地下水在地层中的运动特点，为试验的准确性提供了重要支撑。

优选地，所述排水管51设有排水管阀门(排水管阀门未在说明书附图中示出)。

可理解的，在进行在地下水渗流室内模拟试验时，模拟地下水的动态平衡，所以每个土层中设有排水装置5以模拟形成地下水流动特性。自该箱体本体1中该土层中水经第一侧壁11流出，进入排水箱52内，也经多个排水管51进行分流，以控制水流排出的速度和流量。为每个排水管51设有排水管阀门，根据试验需要调节设在排水管51上的排水管阀门，可进一步调节经排水箱52水流出的速度，也即控制了自箱体本体1内排出水流的速度和流量，更精确地模拟地下水的动态平衡。

优选地，作为数据传输线4设置的优选实施例，如图1所示，所述排水箱52上具有引线孔521，所述数据传输线4引出端经由所述引线孔521穿出所述排水箱52。

可理解地，通过室内试验模拟研究土层的水-土-结构，以研究作用机理研究水-土-结构相互作用机理的主要方式，压力传感器是获取土层中各种压力数据的必备装置，所以根据试验研究需要在土层中埋设不同的压力传感器。在箱体本体1的每个不同土层中分别设置至少压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外。每个土层中的数据传输线4引出端沿着动态水流的水平运动流向方向经第一侧壁11上的管道进入所在土层对应的排水箱52，然后经由引线孔521穿出排水箱52，充分利用了试验箱体上已有的管道设施，就可以将数据传输线4的引出端引出箱体本体1，以将压力传感器3的数据传递到数据采集器。充分了保证了数据传输线4与其连接的压力传感器3处于同一土层中，避免数据传输线4垂向经过不同的土层时使相邻土层中间的水会通过所产生的间隙上下流动而产生串水，从而真实模拟了地下水的流动状态，为试验的准确性提供了重要支撑。

优选地，还包括软管(软管未在说明书附图中示出)，所述软管设于所述箱体本体1外侧；所述软管一端与所述引线孔521连接，所述软管另一端的位置高于所述箱体本体1的最高点。

可理解地，在箱体本体1的土层内设置了压力传感器3，每个压力传感器3需要连接一条数据传输线4；数据传输线4沿长度方向具有连接端和引出端，数据传输线4的连接端与所述压力传感器3连接，数据传输线4的引出端设于箱体本体1箱体之外。每个土层中的数据传输线4引出端沿着动态水流的水平运动流向方向经第一侧壁11上的管道进入所在土层对应的排水箱52，然后经由引线孔521穿出排水箱52，引线孔521设于排水箱52上，排水箱52内有存有自箱体本体1排出的水，所以在引线孔521上连接软管，软管的另一端的位置高于箱体本体1的最高点，或者至少与箱体本体1的最高点保持在同一个水平面上。根据连通器原理可知，在引线孔521进入软管内的水会与箱体本体1土层中的水的最高点一致，避免排水箱52的水自软管溢出。充分了保证了数据传输线4与其连接的压力传感器3处于同一土层中，避免数据传输线4垂向经过不同的土层时使相邻土层中间的水会通过所产生的间隙上下流动而产生串水，从而真实模拟了地下水的流动状态，为试验的准确性提供了重要支撑。

优选地，如图1所示，还包括多个进水装置9，所述进水装置9与所述土层的数量相同，且每个所述进水装置9对应一个所述土层，所述箱体本体1具有第二侧壁12，所述第二侧壁12相对所述第一侧壁11设置，多个所述进水装置9自下而上依次设置在所述第二侧壁12上；每个所述进水装置9包括供水箱91、多个进水管92；所述供水箱91与所述第二侧壁12管道连接，多个所述进水管92的间隔设于所述供水箱91远离所述第二侧壁12的箱体上。

可理解地，为每个土层对应设置一个排水装置5，同时也对应设置一个进水装置9，在进行室内试验模拟研究土层的水-土-结构时，通过进水装置9进入、排水装置5排水，能够模拟不同土层的地下水动态特性。侧向进水通过多个进水管92进入供水箱91，从而经第二侧壁12的管道进入箱体本体1的土层内。侧向进水经多个进水管92能够将水进行分流，降低了进入供水箱91的水流速度，减少了供水箱91内部的水的冲击力，也降低了供水箱91的水进入箱体本体1的速度，方便调整进入箱体本体1的水流速度，最终方便控制了进入箱体本体1的水量，可实现模拟水力梯度在一定范围内的自由调节控制，能够更好的模拟该土层中地下水的流动特性。另外供水箱91与第二侧壁12可通过间隔设置的多管道连接，所述管道可以多个为间隔设置在第二侧壁12上的孔洞，供水箱91内的水经多个间隔设置的空洞进入箱体本体1的土层内，使得进入箱体本体1中的水流变细，起到水流进行均布的作用，能够形成更好的层流水流，能更准确的模拟地下水在地层中的运动特点。

优选地，所述进水管92设有进水阀门(进水阀门未在说明书附图中示出)。

可理解地，为每个土层对应设置一个排水装置5，同时也对应设置一个进水装置9，在进行室内试验模拟研究土层的水-土-结构时，通过进水装置9进入、排水装置5排水，够模拟不同土层的地下水动态特性。当某一土层需要进行侧向进水时，打开进水管92的进水阀门，从而为供水箱91提供水流，当该土层不需要侧向补水时，可关闭进水阀门停止供水；另外，可根据土层所需模拟的工况，通过调节进水阀门来调整水流的大小从而调整进入供水箱91的水流速度和流量，也就是控制了从供水箱91进入该土层中的水流速度和流量，可实现模拟水力梯度在一定范围内的自由调节控制。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种设有压力传感器的试验箱体，其特征在于，包括：箱体本体(1)、压力传感器(3)、数据传输线(4)和设于箱体本体(1)内多个不同的土层；

每个所述土层至少包括一个所述压力传感器(3)，所述压力传感器(3)与一条设于同一所述土层内的所述数据传输线(4)连接；

所述数据传输线(4)沿长度方向具有连接端和引出端，所述连接端与所述压力传感器(3)连接，所述引出端设于所述箱体本体(1)箱体外侧。

2.根据权利要求1所述的试验箱体，其特征在于，所述数据传输线(4)弯折的设于所述土层内。

3.根据权利要求1所述的试验箱体，其特征在于，所述数据传输线(4)的连接端具有环绕部(41)，所述环绕部(41)以所述压力传感器(3)为环绕中心环绕多圈。

4.根据权利要求1所述的试验箱体，其特征在于，每个所述土层内设置多排所述压力传感器(3)，且每排设置多个所述压力传感器(3)，每个所述压力传感器(3)对应连接一条所述数据传输线(4)。

5.根据权利要求1所述的试验箱体，其特征在于，还包括多个排水装置(5)，所述排水装置(5)的数量与所述土层的数量相同，且每个所述排水装置(5)对应一个所述土层，所述箱体本体(1)具有第一侧壁(11)，多个所述排水装置(5)自下而上依次设置在所述第一侧壁(11)上，每个所述排水装置(5)包括排水箱(52)和排水管(51)，所述排水箱(52)与所述第一侧壁(11)管道连接，所述排水管(51)设置在所述排水箱(52)远离所述第一侧壁(11)的箱体上。

6.根据权利要求5所述的试验箱体，其特征在于，所述排水管(51)设有排水管阀门。

7.根据权利要求5所述的试验箱体，其特征在于，所述排水箱(52)上具有引线孔(521)，所述数据传输线(4)引出端经由所述引线孔(521)穿出所述排水箱(52)。

8.根据权利要求7所述的试验箱体，其特征在于，还包括软管，所述软管设于所述箱体本体(1)外侧；所述软管一端与所述引线孔(521)连接，所述软管另一端的位置高于所述箱体本体(1)的最高点。

9.根据权利要求5所述的试验箱体，其特征在于，还包括多个进水装置(9)，所述进水装置(9)与所述土层的数量相同，且每个所述进水装置(9)对应一个所述土层，所述箱体本体(1)具有第二侧壁(12)，所述第二侧壁(12)相对所述第一侧壁(11)设置，多个所述进水装置(9)自下而上依次设置在所述第二侧壁(12)上；每个所述进水装置(9)包括供水箱(91)、多个进水管(92)；所述供水箱(91)与所述第二侧壁(12)管道连接，多个所述进水管(92)的间隔设于所述供水箱(91)远离所述第二侧壁(12)的箱体上。

10.根据权利要求9所述的试验箱体，其特征在于，所述进水管(92)设有进水阀门。