CN208984252U - 一种土压力原位测试探头 - Google Patents

Abstract

一种土压力原位测试探头，包括外筒、内筒、压力测量装置和锥尖，外筒固定套装在内筒外壁上，外筒的内壁和内筒的外壁密封形成外筒腔，外筒腔内充满液体介质，内筒固定设置在外筒内，内筒的两端均伸出外筒，将内筒两端伸出外筒的部分分别设定为上伸出段和下伸出段，内筒的上伸出段开有外螺纹，内筒的内筒腔充满液体介质，且内筒的筒壁上开有一通孔使得外筒腔和内筒腔的液体介质相通，压力测量装置固定设置在内筒腔内，内筒筒壁上设置的通孔位于压力测量装置下方，且压力测量装置的外径与内筒腔的直径相等以防止液体介质流出，压力测量装置的电缆线伸出内筒外，锥尖与内筒底端可拆卸连接。本实用新型提供的探头能够方便快捷地测试土体静止土压力。

Description

一种土压力原位测试探头

技术领域

本实用新型涉及土压力测试领域，尤其涉及一种土压力原位测试探头。

背景技术

静止土压力在岩土工程中广泛应用，是岩土工程领域中一个至关重要的参数，通常地下室外墙、岩基上挡土墙、拱座、船闸边墙等结构皆按承受静止土压力设计。地基土静止土压力可通过室内试验测求的静止土压力系数进行计算或根据自钻式旁压试验的旁压曲线推求地基土的静止土压力。由于土体土质的不均匀性、地下水的作用等原因，理论计算公式与实际静止土压力往往存在较大差异，自钻式旁压试验存在设备较复杂、操作繁琐、耗时长等缺点。

实用新型内容

本实用新型提供一种土压力原位测试探头，可以方便快捷地测试土体静止土压力。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种土压力原位测试探头，包括外筒、内筒、压力测量装置和锥尖，

外筒固定套装在内筒外壁上，内筒的两端均伸出外筒，将内筒两端伸出外筒的部分分别设定为上伸出段和下伸出段，内筒的上伸出段开有外螺纹，内筒的内筒腔充满液体介质，且内筒的筒壁上开有一通孔使得外筒腔和内筒腔的液体介质相通，外筒的内壁和内筒的外壁密封形成外筒腔，外筒腔内充满液体介质，

压力测量装置固定设置在内筒腔内且与液体介质接触，内筒筒壁上设置的通孔位于压力测量装置下方，且压力测量装置与内筒内壁连接的部分的外径与内筒腔的直径相等以防止液体介质流出，压力测量装置的电缆线伸出内筒外，

锥尖与内筒底端可拆卸连接。

进一步地，压力测量装置为压力传感器或压力变送器。

进一步地，内筒的下伸出段开有外螺纹，锥尖为圆锥形结构，锥尖的尖端向下设置，锥尖的顶端处沿锥尖尖端方向开有第一凹槽，且第一凹槽内开有与内筒下伸出段上外螺纹相配合的内螺纹，锥尖与内筒螺纹连接。

进一步地，外筒底端处的外筒外壁到内筒外壁之间为倾斜面，设定为第一倾斜面，锥尖上设有与第一倾斜面相配合的第二斜面，锥尖与外筒之间设置有第一密封圈。设置第一密封圈加强密封性。

进一步地，还包括加压螺栓，

内筒底端的端面开有通孔，且内筒底端的内壁上开有螺纹，加压螺栓通过螺纹与内筒连接，

加压螺栓上沿加压螺栓轴向方向开有通气孔，通气孔可通过一孔塞堵住以防止液体介质从通气孔中流出。通过设置加压螺栓，控制加压螺栓的行程可以对筒腔内的液体介质预加压力，从而增加压力传递的敏感性，减少筒壁约束作用。

进一步地，内筒的顶端依次设置有垫片和第二密封圈，垫片和第二密封圈通过螺丝固定在内筒上，压力测量装置的电缆线穿过垫片和第二密封圈伸出内筒外。设置垫片和第二密封圈，加强密封性，且可以防止水沿着电缆线流进压力测量装置中对压力测量装置造成损害，提高压力测量装置的使用寿命。

进一步地，还包括触探杆连接件，触探杆连接件为圆柱状，触探杆连接件的顶端开有外螺纹，触探杆连接件的底端开有第二凹槽，第二凹槽内开有与内筒的上伸出段的外螺纹相配合的内螺纹。探头通过触探杆连接件连接触探杆。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种土压力原位测试探头实现的有益效果是：方便快捷地测试土体静止土压力；所测试静止土压力为土体与地下水的共同作用，与实际工况较吻合；可直接应用于地下结构计算，减少计算工作量。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的一种土压力原位测试探头的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的一种土压力原位测试探头中外筒和内筒的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的一种土压力原位测试探头中锥尖的示意图。

图4是本实用新型实施例1的一种土压力原位测试探头中触探杆连接件的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

一种土压力原位测试探头，包括外筒1、内筒2、压力测量装置3和锥尖4，外筒1、内筒2和锥尖4均采用金属材质制成。本实施例采用的压力测量装置3为压力变送器，型号为SIN-P300通用型压力变送器。

外筒1焊接固定在内筒2外壁上，外筒1的内壁和内筒2的外壁之间密封形成外筒腔1-1，外筒1的外筒腔1-1内充满液体介质，外筒1的筒壁较薄，如此当探头压到土层里时外筒1的筒壁容易变形，感受压力更加灵敏。本实施例所使用的液体介质为液压油；内筒2的筒壁较厚，本探头压入土层中时会受到阻力，内筒2是压入过程中的主要受力构件，内筒2固定设置在外筒1内，内筒2的内筒腔2-1充满液体介质，且内筒2的筒壁上开有一通孔2-2使得外筒腔1-1和内筒腔2-1的液体介质相通，内筒2的两端均伸出外筒1，将内筒2两端伸出外筒1的部分分别设定为上伸出段2-3和下伸出段2-4，内筒2的上伸出段2-3和下伸出段2-4均开有外螺纹，内筒2通过上伸出段2-3的外螺纹连接触探杆连接件10，触探杆连接件10为圆柱状，触探杆连接件10的外径与外筒1的外径相等，触探杆连接件10的顶端开有外螺纹，触探杆连接件10的底端开有第二凹槽10-1，第二凹槽10-1内开有与内筒2的上伸出段2-3的外螺纹相配合的内螺纹，触探杆连接件10的顶端与触探杆螺纹连接，触探杆为现有技术；压力测量装置3固定设置在内筒腔2-1内且与液体介质接触，压力测量装置3与内筒2的内壁螺纹连接且压力测量装置3与内壁连接部分的外径与内筒2内筒腔2-1的直径相等，且内筒2筒壁上设置的通孔2-2位于压力测量装置3下方，如此可使压力测量装置封闭内筒上端，从而使得液体介质不能从内筒顶端流出，压力测量装置3的电缆线11伸出内筒2外，内筒的内径大小由所采用的压力测量装置的具体外径大小所决定，根据所采用的压力测量装置的具体大小加工内筒；锥尖4为圆锥形结构，锥尖4的外径与外筒1的外径相等，锥尖4的尖端向下设置，锥尖4的顶端处沿锥尖4尖端方向开有第一凹槽4-1，且第一凹槽4-1内开有与内筒2的下伸出段2-4的外螺纹相配合的内螺纹使得锥尖4与内筒2实现螺纹连接。

本实施例的外筒1底端端面为锥面，设定为第一锥面1-2，锥尖4上设有与第一锥面1-2相配合的的第二锥面4-2，锥尖4与外筒1之间设置有第一密封圈5，如此当将锥尖与内筒连接好后，锥尖顶端的外壁与外筒1的外壁共面。锥尖4与内筒2连接好后，外筒1 的第一锥面1-2和锥尖4的第二锥面4-2相配合。

本实施例的外筒1的顶端端面为锥面，设定为第三锥面，触探杆连接件10上设置与第三锥面相配合的的第四锥面，外筒1与触探杆连接件10之间设置有第三密封圈12，触探杆连接件10与内筒2连接好后，外筒1的第三锥面和触探杆连接件10的第四锥面相配合。

本实施例提供的一种土压力原位测试探头还包括垫片7和第二密封圈8，垫片7和第二密封圈8依次设置在内筒2的顶端，且通过螺丝9与内筒2固定，压力测量装置3的电缆线11穿过垫片7和第二密封圈8伸出内筒2外。设置垫片和第二密封圈可以防止水沿着电缆线流进压力测量装置中破坏压力测量装置。此处的另外一种实施方式是可以通过用封固胶涂刷在压力测量装置上方达到防水效果。

本实施例提供的一种土压力原位测试探头还包括加压螺栓6，内筒2底端的端面开有通孔，且内筒2底端的内壁上开有螺纹，加压螺栓6通过螺纹与内筒2连接，加压螺栓6 上沿加压螺栓6轴向方向开有通气孔6-1，通气孔6-1可通过一孔塞堵住以防止液体介质从通气孔6-1中流出，加压螺栓6与内筒2之间设置有第四密封圈13以增强密封性。控制加压螺栓的行程可以对筒腔内的液体介质预加压力，从而增加压力传递的敏感性。加压螺栓加压的时候，外部的气体会随着加压进入筒腔内，所以设置通气孔6-1使得进入筒腔内的气体从通气孔中排出，加压、排气后使用孔塞堵住通气孔，再进行加压。

操作步骤：1、探头组装。2、探头注液。3、探头加压螺栓加压、排气、排气孔封堵。 4、探头加压至预定压力。5、利用标准压力容器对探头进行标定。6、利用标定后的探头进行现场测试。

工作原理：将探头接入现有的静力触探装置，压力测量装置的电缆线与地面数据采集器连接。通过外接触探杆将探头压入地下时，探头周围的土层将对探头的外筒施加压力，外筒将所受压力传递给外筒腔内的液体介质，然后通过内筒腔的液体介质将压力作用在内筒腔的压力测量装置上，压力测量装置将感受到的压力信号转化为电信号，从而可在数据采集器上显示出压力值。本实用新型旨在利用既有成熟的静力触探试验装置、通过更换探头达到方便快捷的测试地基土静止土压力的目的。

Claims (8)

1.一种土压力原位测试探头，其特征在于：包括外筒(1)、内筒(2)、压力测量装置(3)和锥尖(4)，

外筒(1)固定套装在内筒(2)外壁上，内筒(2)的两端均伸出外筒(1)，将内筒(2)两端伸出外筒(1)的部分分别设定为上伸出段(2-3)和下伸出段(2-4)，内筒(2)的上伸出段(2-3)开有外螺纹，内筒(2)的内筒腔(2-1)充满液体介质，且内筒(2)的筒壁上开有一通孔(2-2)使得外筒腔(1-1)和内筒腔(2-1)的液体介质相通，外筒(1)的内壁和内筒(2)的外壁之间密封形成外筒腔(1-1)，外筒腔(1-1)内充满液体介质，

压力测量装置(3)固定设置在内筒腔(2-1)内且与液体介质接触，内筒(2)筒壁上设置的通孔(2-2)位于压力测量装置(3)下方，且压力测量装置(3)与内筒(2)内壁连接的部分的外径与内筒腔(2-1)的直径相等以防止液体介质流出，压力测量装置(3)的电缆线(11)伸出内筒(2)外，

锥尖(4)与内筒(2)底端可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：压力测量装置(3)为压力传感器或压力变送器。

3.根据权利要求1所述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：内筒(2)的下伸出段(2-4)开有外螺纹，

锥尖(4)为圆锥形结构，锥尖(4)的尖端向下设置，锥尖(4)的顶端处沿锥尖(4)尖端方向开有第一凹槽(4-1)，且第一凹槽(4-1)内开有与内筒(2)下伸出段(2-4)上外螺纹相配合的内螺纹，锥尖(4)与内筒(2)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：外筒(1)底端端面为锥面，设定为第一锥面(1-2)，锥尖(4)上设有与第一锥面(1-2)相配合的第二锥面(4-2)，锥尖(4)与外筒(1)之间设置有第一密封圈(5)。

5.根据权利要求1所述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：还包括加压螺栓(6)，

内筒(2)底端的端面开有通孔，且内筒(2)底端的内壁上开有螺纹，加压螺栓(6)通过螺纹与内筒(2)连接，

加压螺栓(6)上沿加压螺栓(6)轴向方向开有通气孔(6-1)，通气孔(6-1)可通过一孔塞堵住以防止液体介质从通气孔(6-1)中流出。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：内筒(2)的顶端依次设置有垫片(7)和第二密封圈(8)，垫片(7)和第二密封圈(8)通过螺丝(9)固定在内筒(2)上，

压力测量装置(3)的电缆线(11)穿过垫片(7)和第二密封圈(8)伸出内筒(2)外。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：还包括触探杆连接件(10)，触探杆连接件(10)为圆柱状，触探杆连接件(10)的顶端开有外螺纹，触探杆连接件(10)的底端开有第二凹槽(10-1)，第二凹槽(10-1)内开有与内筒(2)的上伸出段(2-3)的外螺纹相配合的内螺纹。

8.根据权利要求6述的一种土压力原位测试探头，其特征在于：还包括触探杆连接件(10)，触探杆连接件(10)为圆柱状，触探杆连接件(10)的顶端开有外螺纹，触探杆连接件(10)的底端开有第二凹槽(10-1)，第二凹槽(10-1)内开有与内筒(2)的上伸出段(2-3)的外螺纹相配合的内螺纹。