[发明专利]具有三向可伸缩式支架的土体位移及压力一体观测装置

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程模型试验和现场测试中的土体位移和压力的观测，尤其是涉及一种具有三向可伸缩式支架的土体位移及压力一体观测装置。

背景技术

模型试验是岩土工程研究的基本手段之一，而土体位移和压力是模型试验中两个最重要的观测参数。当采用位移计观测土体的位移时，位移计的固定程度对观测结果有决定性的影响，目前位移计常固定于基准梁上，基准梁一般只适用于某种尺寸的模型试验箱，而且当观测点与基准梁间距离较远时，位移计的固定就相当困难而且很难保证位移计的垂直度；并且长期以来，土体中任一点的位移和压力不能同时观测，这给试验结果带来一定程度的失真，这种失真随着位移和压力的增加而增大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种避免试验结果失真，横向、纵向与竖向均可自由调节的具有三向可伸缩式支架的土体位移及压力一体观测装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

具有三向可伸缩式支架的土体位移及压力一体观测装置，由盛装模型土的模型试验箱、架设在模型试验箱上的三向伸缩支撑架、架设在三向伸缩支撑架上的可移动式悬挂顶架、经位移计固定架连接在可移动式悬挂顶架上的位移计、连接在位移计的下端，一端伸入到模型试验箱内盛装的模型土内的变形与压力一体观测式沉降标构成。

所述的可移动式悬挂顶架为长方形的框式结构，滑动连接在三向伸缩支撑架的顶部，横跨在三向伸缩支撑架的两条边上套设有横向滑动套管，该套管上开设有固定位移计固定架的滑槽。

所述的三向伸缩支撑架为长方体状的框式结构，四条棱由竖向支撑管及竖向滑动套管连接构成，顶部框架及底部框架上套设有滑动套管，顶部框架上套设在纵向滑动套管上开设有固定滑槽，可移动式悬挂顶架在所述的固定滑槽内移动并经固定螺栓固定位置。

所述的竖向支撑管及竖向滑动套管上均开设有螺栓孔，竖向支撑管套设在竖向滑动套管内并上下调整高度，经固定螺栓固定三向伸缩支撑架的高度，

所述的顶部框架、底部框架以及套设的滑动套管上均开设有螺栓孔，通过调整顶部框架、底部框架与滑动套管之间的相对位置调整三向伸缩支撑架的长度及宽度并经固定螺栓固定。

所述的位移计固定架包括顶板、连接在顶板下方的顶架、与顶架套设连接的上部竖直套管、连接在该上部竖直套管下端的主框架、固定架底架，所述的主框架内设有固定夹扣吊杆，该吊杆上套设有沿吊杆上下运动的位移计固定夹扣，该夹扣内夹设位移计。

所述的固定架底架上开设有滑槽，固定架底架在主框架底部下上下运动并经固定螺栓固定滑槽以控制固定架底架的位置。

所述的变形与压力一体观测式沉降标包括依次连接在位移计底部的沉降标活动帽、穿设过位移计固定架的沉降标竖杆及沉降标活动靴底板，

所述的沉降标活动靴底板的下部连接有压力传感器，该压力传感器经Z形固定夹扣顶设在沉降标活动靴底板的下表面。

所述的Z形固定夹扣的一端卡扣压力传感器并将其顶设在沉降标活动靴底板的下表面，另一端经经螺栓与沉降标活动靴底板连接，使压力传感器与沉降标连接为一个整体，使其能同时观测土体中任一点的压力与位移。同时，将压力传感器数据线卷曲套入直径略大的波纹管中，使数据线在传感器移动时能相应延伸，不阻碍传感器移动，从而避免影响观测数据准确性和精度。

所述的压力传感器还连接有波纹管，该波纹管内置压力传感器数据线。

压力传感器包括土压力传感器或孔隙水压力传感器。

与现有技术相比，本发明能同时观测土体中任一点的位移和压力，避免了试验结果的失真，并且该装置的支撑架横向、纵向与竖向均可自由调节，能适用于不同尺寸和高度的模型箱，同时该装置采用模块化制作工艺，大幅降低该装置制作、装卸、维护成本，其中，采用的Z形固定夹扣能将压力传感器与固定于沉降标，而且Z形固定夹扣能沿滑槽滑动，因而可固定不同尺寸的压力传感器，此外该夹扣下部水平段较短，不会对压力传感器产生预压力，保证压力读书的准确。使得本发明能够应用在以下方面：

(1)岩土工程研究方面，可用于同时观测模型试验中土体任一点处的位移与压力值。

(2)工程应用方面，可以通过现场测试观测到的位移与压力，观测工程结构的安全性及经济性验证试验，还可以通过试验数据的综合对比进行结构优化设计；

(3)教学试验方面，在土力学、高等土力学等专业课上可以进行教学演示试验，使学生对岩土工程试验与测试有一个更深入直观的感性认识。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；