一种土压力盒标定装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种土压力盒标定装置，包括基座（100）、支架（200）、升降标定系统、放样盒（400）、限位导向块件（500）、压力测量系统、气压标定系统、应变测量系统。本发明专利技术很好地将两种标定方式结合在一起，并克服了两者的缺点、保留了两者的优点。一种所述的土压力盒标定装置的使用方法，低压强标定时，利用气压标定系统进行标定，稳定准确；高压强标定时，利用升降标定系统进行标定，保证高压强。标定过程中辅以压力测量系统和/或应变测量系统采集标定数据。本发明专利技术标定装置设计巧妙、使用简单，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种土压力盒标定装置及其使用方法
本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种土压力盒标定装置及其使用方法。
技术介绍
土压力测量是土压力学理论和试验研究的一个重要方面，是工程测量的重要内容。土压力一般用土压力盒直接测定，所以土压力盒的准确标定显得尤为重要。目前土压力盒的标定方法有如下几种：气压标定、液压标定、土介质标定、现场模拟标定。土介质标定时，将土压力盒掩埋于土体中，土压力盒处于与真实使用情形相近的环境中，故较其他几种标定方式显示出独特的优越性。公开号为CN205506291U的专利涉及一种土压力盒标定罐，标定时，将土压力盒掩埋于土体中，通过空压机充气，由橡胶气囊加压，来标定土压力盒。CN206177510U的专利则涉及一种用于微型土压力盒的多功能标定装置，标定时，将土压力盒掩埋于土体中，通过液压装置给土体中的土压力盒加压，来标定土压力盒。以上两种均采用了土介质标定方法，但却存在不足之处，一方面普通空压机受到自身性能的限制，有最高压强限制（约0.8MPa），对于高于该最高压强的土压力盒标定，使用空压机无能为力；另一方面，在低于0.8MPa下标定时，需要精确测量，发生较小的偏差对实验的影响较大，而传统千斤顶加力很难保持稳定，难以达到精度上的要求，导致测量不准确。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种适于不同压强下标定的土压力盒标定装置及其使用方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种土压力盒标定装置，其特征在于，包括基座100、支架200、升降标定系统、放样盒400、限位导向块件500、压力测量系统、气压标定系统、应变测量系统，其中：所述支架200固定设置在基座100上，支架200上固定设置有横梁210；所述升降标定系统设置在基座100上且位于所述横梁210的正下方，其包括可升降的竖直升降柱310和设置在升降柱310顶端的水平的承载台320；所述放样盒400置于承载台320上，其包括上盒410和下盒420，所述上盒410和下盒420可拆装地相扣合且相固定，上盒410与下盒420之间有盒体密封垫圈440，所述上盒410的顶壁中央开口且上盒410上设有进气孔411和排气孔412，排气孔412上设有排气阀413；所述下盒420上开设有导线通孔421，下盒420内有水平的加载板430，所述加载板430的侧壁设有密封环431并与下盒420的内壁接触连接；所述限位导向块件500设置在所述上盒410的顶壁中央开口处并封闭该开口，限位导向块件500上设有通向放样盒400腔体内的竖直的导向通孔，所述导向通孔上设有导向密封垫圈530；所述压力测量系统包括压力传感器610和传力杆620，所述压力传感器610固定设置在所述横梁210下侧，压力传感器610下方连接竖直的传力杆620，所述传力杆620穿过所述导向通孔和导向密封垫圈530伸入放样盒400腔体内并对准加载板430的中央，传力杆620与导向密封垫圈530紧密接触；所述气压标定系统包括空压机710、调压阀720、压力表730和进气管道740，空压机710通过所述进气管道740连接至所述进气孔411，所述调压阀720和压力表730设置在进气管道740上；所述应变测量系统包括位于放样盒400外的应变测量仪810。进一步，所述应变测量仪为静态电阻应变仪。进一步，所述应变测量系统还包括测量导线820，所述测量导线820一端连接所述应变测量仪810、另一端穿过所述导线通孔421伸入所述放样盒400腔体内。一般土压力盒是自带导线的，测量时用该自带导线即可，测量导线820的设置可在土压力盒的自带导线缺失时使用。测量导线820使用时，其伸入放样盒400腔体内的一端连接土压力盒。进一步，所述加载板430的上表面固定设置有吊环。吊环的设置方便在安装或拆卸时提起加载板430。进一步，所述横梁210可拆装固定设置在所述支架200上。再进一步，所述支架200为竖直的支柱，所述横梁210可拆装固定设置在所述支架200上的方式为：所述支架200上设有外螺纹并自上而下螺纹连接有紧固螺母220和定位螺母230，所述横梁210两端设有固定通孔，所述支架200穿过该固定通孔，横梁210由所述紧固螺母220和定位螺母230夹持固定。支架200为竖直的支柱，紧固螺母220和定位螺母230螺纹连接在支架200上，通过拧动调节紧固螺母220和定位螺母230的位置，可调节横梁210的高度。进一步，所述限位导向块件500与所述上盒410一体成型。进一步，所述限位导向块件500螺纹连接在所述上盒410的顶壁中央开口处。进一步，所述限位导向块件500包括上块体510和下块体520，所述下块体520设置在所述上盒410的顶壁中央开口处并封闭该开口，下块体520的中央设有沉入孔，所述沉入孔的底壁开设有下通孔，沉入孔的侧壁设有内螺纹；所述上块体510的外壁设有外螺纹并螺纹连接在所述沉入孔内，上块体510中央设有与所述下通孔对应的上通孔，所述导向通孔即由所述上通孔和下通孔组成；所述导向密封垫圈530在所述沉入孔底部，并由上块体510和下块体520压紧。沉入孔和下通孔构成台阶孔，其中沉入孔的直径大于下通孔，上块体510螺纹连接在沉入孔内并压紧设置在沉入孔底部的导向密封垫圈530，密封住上块体510与下块体之间的缝隙。再进一步，所述下块体510螺纹连接在所述上盒410的顶壁中央开口处。再进一步，所述下块体520与所述上盒410一体成型。限位导向块件500的下块体520可以与放样盒400的上盒410一体成型，一方面有益气密性，另一方面减少了零件数量。进一步，所述导线通孔421上设有导线密封圈。导线密封圈与导线紧密接触，防止标定时土体从导线通孔421压出。再进一步，所述导线密封圈由橡胶或塑料制成。进一步，还包括液压装置900和控制器910，所述升降柱310为伸缩杆，所述液压装置900与升降柱310连接，所述控制器910与所述液压装置900线路连接。控制器910通过调节液压装置900来升降升降柱310。进一步，所述上盒410与下盒420扣合后，通过螺栓和螺母相固定。进一步，所述加载板430的中央设有球面凹坑，所述传力杆620的下端呈与该球面凹坑相匹配的球面凸起的形状。传力杆620与加载板430采用球面接触，一方面使力分布更为均匀，另一方面使传力杆620下端更易滑入球面凹坑内，使传力杆620保持竖直，避免受力发生偏差。进一步，所述承载台320上设有凹坑，所述放样盒400恰陷入该凹坑内。承载台320上的凹坑可陷住放样盒400，防止放样盒400在承载台320上滑动，或者安置时发生偏移。进一步，所述传力杆620外侧和下盒420内壁涂抹有润滑剂。润滑剂及可减小传力杆620与导向密封垫圈530间的摩擦，可减小加载板430或密封环431与下盒420内壁间的摩擦。进一步，所述盒体密封垫圈440、导向密封垫圈530和密封环431由橡胶或塑料制成。一种所述的土压力盒标定装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、装填放样盒：拆开放样盒的上盒410与下盒420，取出加载板430，将待标定的土压力盒999的导线由内而外穿过导线通孔421并连接在应变测量仪810上，往下盒420内填入土体，装填至下盒（420）的一半深度时，放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土压力盒标定装置，其特征在于，包括基座(100)、支架(200)、升降标定系统、放样盒(400)、限位导向块件(500)、压力测量系统、气压标定系统、应变测量系统，其中：所述支架(200)固定设置在基座(100)上，支架(200)上固定设置有横梁(210)；所述升降标定系统设置在基座(100)上且位于所述横梁(210)的正下方，其包括可升降的竖直升降柱(310)和设置在升降柱(310)顶端的水平的承载台(320)；所述放样盒(400)置于承载台(320)上，其包括上盒(410)和下盒(420)，所述上盒(410)和下盒(420)可拆装地相扣合且相固定，上盒(410)与下盒(420)之间有盒体密封垫圈(440)，所述上盒(410)的顶壁中央开口且上盒(410)上设有进气孔(411)和排气孔(412)，排气孔(412)上设有排气阀(413)；所述下盒(420)上开设有导线通孔(421)，下盒(420)内有水平的加载板(430)，所述加载板(430)的侧壁设有密封环(431)并与下盒(420)的内壁接触连接；所述限位导向块件(500)设置在所述上盒(410)的顶壁中央开口处并封闭该开口，限位导向块件(500)上设有通向放样盒(400)腔体内的竖直的导向通孔，所述导向通孔上设有导向密封垫圈(530)；所述压力测量系统包括压力传感器(610)和传力杆(620)，所述压力传感器(610)固定设置在所述横梁(210)下侧，压力传感器(610)下方连接竖直的传力杆(620)，所述传力杆(620)穿过所述导向通孔和导向密封垫圈(530)伸入放样盒(400)腔体内并对准加载板(430)的中央，传力杆(620)与导向密封垫圈(530)紧密接触；所述气压标定系统包括空压机(710)、调压阀(720)、压力表(730)和进气管道(740)，空压机(710)通过所述进气管道(740)连接至所述进气孔(411)，所述调压阀(720)和压力表(730)设置在进气管道(740)上；所述应变测量系统包括位于放样盒(400)外的应变测量仪(810)。...

【技术特征摘要】
1.一种土压力盒标定装置，其特征在于，包括基座(100)、支架(200)、升降标定系统、放样盒(400)、限位导向块件(500)、压力测量系统、气压标定系统、应变测量系统，其中：所述支架(200)固定设置在基座(100)上，支架(200)上固定设置有横梁(210)；所述升降标定系统设置在基座(100)上且位于所述横梁(210)的正下方，其包括可升降的竖直升降柱(310)和设置在升降柱(310)顶端的水平的承载台(320)；所述放样盒(400)置于承载台(320)上，其包括上盒(410)和下盒(420)，所述上盒(410)和下盒(420)可拆装地相扣合且相固定，上盒(410)与下盒(420)之间有盒体密封垫圈(440)，所述上盒(410)的顶壁中央开口且上盒(410)上设有进气孔(411)和排气孔(412)，排气孔(412)上设有排气阀(413)；所述下盒(420)上开设有导线通孔(421)，下盒(420)内有水平的加载板(430)，所述加载板(430)的侧壁设有密封环(431)并与下盒(420)的内壁接触连接；所述限位导向块件(500)设置在所述上盒(410)的顶壁中央开口处并封闭该开口，限位导向块件(500)上设有通向放样盒(400)腔体内的竖直的导向通孔，所述导向通孔上设有导向密封垫圈(530)；所述压力测量系统包括压力传感器(610)和传力杆(620)，所述压力传感器(610)固定设置在所述横梁(210)下侧，压力传感器(610)下方连接竖直的传力杆(620)，所述传力杆(620)穿过所述导向通孔和导向密封垫圈(530)伸入放样盒(400)腔体内并对准加载板(430)的中央，传力杆(620)与导向密封垫圈(530)紧密接触；所述气压标定系统包括空压机(710)、调压阀(720)、压力表(730)和进气管道(740)，空压机(710)通过所述进气管道(740)连接至所述进气孔(411)，所述调压阀(720)和压力表(730)设置在进气管道(740)上；所述应变测量系统包括位于放样盒(400)外的应变测量仪(810)。2.根据权利要求1所述的土压力盒标定装置，其特征在于，所述横梁(210)可拆装固定设置在所述支架(200)上。3.根据权利要求2所述的土压力盒标定装置，其特征在于，所述支架(200)为竖直的支柱，所述横梁(210)可拆装固定设置在所述支架(200)上的方式为：所述支架(200)上设有外螺纹并自上而下螺纹连接有紧固螺母(220)和定位螺母(230)，所述横梁(210)两端设有固定通孔，所述支架(200)穿过该固定通孔，横梁(210)由所述紧固螺母(220)和定位螺母(230)夹持固定。4.根据权利要求1所述的土压力盒标定装置，其特征在于，所述限位导向块件(500)包括上块体(510)和下块体(520)，所述下块体(520)设置在所述上盒(410)的顶壁中央开口处并封闭该开口，下块体(520)的中央设有沉入孔，所述沉入孔的底壁开设有下通孔，沉入孔的侧壁设有内螺纹；所述上块体(510)的外壁设有外螺纹并螺纹连接在所述沉入孔内，上块体(510)中央设有与所述下通孔对应的上通孔，所述导向通孔即由所述上通孔和下通孔组成；所述导向密封垫圈(530)在所述沉入孔底部，并由上块体(510)和下块体(520)压紧。5.根据权利要求1所述的土压力盒标定装置，其特征在于，所述导线通孔(421)上设有导线密封圈。6.根据权利要求1所述的土压力盒标定装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浪，毛炎炎，雷学文，李勇，陈彦瑞，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42