[实用新型]U形管液压差绳法检测孔隙压力的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤孔隙压力检测领域，特别涉及一种U形管液压差绳法检测孔隙压力的装置。

背景技术

土壤由固相(土壤颗粒)、液相(土壤水)和气相(土壤所含气体)三相构成，在土壤颗粒空隙完全由液相填充，即水占土壤空隙的比例为百分之百时该土壤称之为饱和土。反之，土壤孔隙由水和空气填充，即饱和度大于0但小于100时，该土壤为非饱和土。一般认为地下水位以下为非饱和土，地下水位以上为饱和土，其中，非饱和土和饱和土的分界由于地下水位的变化而不断变化。

孔隙压力包含孔隙水压和孔隙气压。孔隙压力通过土壤或岩石中的孔隙水而传递的压力，称孔隙水压。孔隙压力通过土壤或岩石中的孔隙气体传递的压力，称孔隙气压。就基础工程而言，孔隙压力是重要测试指标，目前工程上的仪器可以测定地下水位以下饱和土的孔隙压力，广泛使用的振弦式孔隙水压力仪也存在一定缺陷，经常发生不成活的问题。在真空预压的土体孔隙压力检测时，在连续连抽真空工况下的孔隙压力可以通过真空表测定，但无压力补偿条件下地下水位以上的非饱和土孔隙压力目前有效测定方法。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术之缺陷和不足，提供一种U形管液压差绳法检测孔隙压力的装置，可测定饱和土孔隙水压和非饱和土孔隙气压。

本实用新型的技术方案是：

一种U形管液压差绳法检测孔隙压力的装置，主要由U形导管、水平导管、测绳、读数器和测绳收缩装置组成，

所述U形导管分为孔隙端导管和大气端导管，所述大气端导管顶部向上水平延伸水平导管；所述孔隙端导管的顶端设置与土壤对接的气室；

所述测绳包括孔隙端液位测绳和大气端液位测绳，所述孔隙端液位测绳一端置于孔隙端导管内部，另一端经过大气端导管、水平导管、孔隙端读数器，连接于测绳收缩装置上；

所述大气端液位测绳一端置于大气端导管内部，另一端经过水平导管、大气端读数器，连接于大气端测绳收缩装置上。

优选的，所述的孔隙端液位测绳置于孔隙端导管内部的一端连接浮子；所述大气端液位测绳置于孔隙端导管内部的一端连接浮子和浮子坠。

优选的，还包括补水箱，所述补水箱通过导管连接所述水平导管；所述的所述水平导管尾端部可拆卸密封连接h型导管。

优选的，所述的孔隙端导管、大气端导管、水平导管均为可拆卸式，密封连接。

优选的，所述的孔隙端导管和大气端导管的连通部的下方向下垂直延伸形成插入部，所述插入部尾端为倒锥形。

优选的，所述的孔隙端导管和大气端导管的相对侧下部，靠近连通部设置限位器。

优选的，所述气室内由顶端设置滤网，所述滤网下方设置柔性透气填充物。

优选的，所述的水平导管的起始端上设置可伸缩导管。

优选的，还包括置于各导管的弯头处的测绳限位板，所述测绳限位器板上设置若干个贯通孔。

工作原理：

含柔性透气填充物的气室与土壤孔隙对接，压力相同或相近。装有液体的U形导管，其孔隙端导管和大气端导管液面压力与各自的气压相等，即一端等于气室压力，一端等于大气压力。通过大气压力加减液面差即可获得气室土壤孔隙压力。孔隙端浮子的浮力与测绳收缩装置、大气端浮子坠与浮子、测绳收缩装置形成平衡拉力对，保证两条测绳在相同拉力下绷紧，读数器通过计量测绳的偏移长度获得浮子液面的升降高度。测绳收缩装置根据平衡力收发测绳。

读数器可以为机械读数器，转轮设置为圆周刻度盘，由测绳移动带动转轮外缘转动偏移初始位置，通过指针读数转动周数和偏移角度和滑轮半径，计算测绳移动长度；也可以为电子读数器，将转轮读盘和指针设为电子读数装置，自动定时读数和存储，通过远程数据传输系统将实时数据传至接收终端。

安装在各导管弯头处的测绳限位板，测绳穿过测绳限位板的中央孔，在保证不阻碍气流流通与测绳线滑动的前提下，使测绳在导管内沿管轴线附近固定轨迹移动。

所述的孔隙端滤网可采用海绵、无纺布或耐腐蚀性纤维滤网，其中无纺布具有密实度高、透气性好、耐泡、耐腐蚀的优点，既能保证本检测装置与地基内气流相通，不受阻碍，又可以防止地基内的泥沙流入检测装置内堵塞。

所述的柔性透气填充物，可以为海绵等可压缩材料。采用柔性填充材料使得孔隙端水位少 量下降时能保持孔隙端气室压力状况与对接土壤相当。