一种减小刚度差的三维应力测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种减小刚度差的三维应力测量装置，包括土压力盒和基座，基座为由一个基点向多个不同方向引出且内部镂空的相同圆柱体杆形成，圆柱体杆在引出的自由端连接土压力盒，各压力盒分别将测量导线经圆柱体杆内部汇聚在基点设置的通孔穿出并与外部数据接收设备连接。基点通过四个圆柱体杆端部形成底平面，相邻两个圆柱体杆的夹角为90度并与另一个相邻圆柱体设分别设为x、y、z轴，圆柱杆在xy平面上的投影与x轴正向夹角为45度，在xz平面上的投影与x轴正向夹角为55度。本实用新型专利技术的有益效果是：结构小巧、测量空间小、使用方便；缩小了土压力盒基座与周围土体之间刚度差值，测量结果更接近实际值测量值。

A three-dimensional stress measuring device for reducing stiffness difference

【技术实现步骤摘要】
一种减小刚度差的三维应力测量装置
本技术属于常规应力测试领域，特别涉及一种减小刚度差的三维应力测量装置，适用于岩土工程三维应力的测量。
技术介绍
土压力的测量是进行土工试验和土的力学参数确定的重要步骤，工程中通常将土压力测试装置放于土体或其他材料内部，通过常规土压力盒的应变得到对应方向所受压力大小，经过三维测试从而确定应力分布状况。目前，常规用于测试土体应力状态的土压力盒测试精度的系统误差来源主要包括以下几个因素：一是三维土压力盒制作精度；二是土压力盒基座凹槽平整度；三是测量时三维土压力盒与所测点周围土体的刚度差。在土体中放置三维土压力盒显然会改变所测点土体的刚度，从而使得测量值失真。然而测量中这种误差不可避免，就需要通过人为技术手段升级来缩小这种误差，从而使得测量值更加贴近实际。土体是各向异性的，是一种非弹性体，其弹性模量是变量，且在加载和卸载过程中相差很大。在土体中放置一个传统三维土压力盒会明显破坏土体的应力状态、扰乱原来土体的应力场，从而改变所测点周围刚度，使得测量时远偏离实际值。当土压力盒的刚度大于土体的刚度时测量值偏大，反之测量值偏小。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的是提供一种能够贴合实际从而可以准确得到所需点应力状态从而减小测量装置与所测点周围土体之间的刚度差的三维应力测量装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种减小刚度差的三维应力测量装置，包括：土压力盒和基座，其特征在于：所述基座为由一个基点向外多个不同方向引出且内部镂空的相同圆柱体杆形成，所述圆柱体杆在引出的自由端连接土压力盒，各压力盒分别将测量导线经圆柱体杆内部汇聚在基点设置的通孔穿出并与外部数据接收设备连接。所述基点通过四个圆柱体杆端部连接形成的底平面，四个圆柱体杆分别设为第一圆柱体杆、第二圆柱体杆、第三圆柱体杆和第四圆柱体杆，所述相邻两个第一圆柱体杆、第二圆柱体杆的夹角为90度且连接点设为原点形成x轴与y轴，并与另一个相邻圆柱体设为z轴。所述圆柱杆在xy平面上的投影与x轴正向夹角为45度，在xz平面上的投影与x轴正向夹角为55度。所述xz平面、yz平面对称。所述圆柱体杆件长27mm，截面圆形半径为7mm；所述压力盒厚5mm，截面圆形半径为15mm。所述圆柱体杆为八个且为一个整体。土压力盒与杆件端部镂空圆柱体胶结为一体。本技术的有益效果是：在实际应用过程中有效减小基座所占面积，从而缩小了土压力盒基座与周围土体之间刚度差值，测量结果准确，所得应力状态也更加贴合实际；具有结构小巧和使用方便等特点，可在工程中广泛应用。附图说明图1为本技术的一种减小刚度差的三维应力测量装置示意图；图2为本技术的主视示意图；图3为本技术的维俯视示意图；图4为本技术的仰视示意图；图5为本技术的圆柱体杆件示意图。图中：1、第一圆柱体2、第二圆柱体3、第三圆柱体4、第四圆柱体5、圆柱体9、土压力盒10、基点11、基点底部通孔具体实施方式结合附图对本技术提供的一种减小刚度差的三维应力测量装置加以说明。如图1至图5所示，一种减小刚度差的三维应力测量装置，将该装置放入待测土体或其他材料内部，并与应力采集系统相连接。该装置包括常规土压力盒、基座两部分。基座由八个形状相同、方向各异同时内部镂空的圆柱体杆件构成，圆柱体杆端部放置土压力盒9；内部镂空的圆柱体杆长27mm，截面圆形半径为7mm；杆端放置常规土压力盒部分圆柱体4长5mm，截面圆形半径为15mm。第一圆柱杆1和第二杆件2连接点定为原点；第一圆柱杆1指向定为x轴正向；第二圆柱杆2指向定为y轴正向；第5圆柱杆5所在方向定位z轴正向；第一圆柱杆1和第二圆柱杆2夹角为90度；圆柱杆5在xy平面上的投影与x轴正向夹角为45度；圆柱杆5在xz平面上的投影与x轴正向夹角为55度；基座关于xz平面、yz平面对称；基座的八个圆柱杆为一个整体；将常规土压力盒与杆件端部镂空圆柱体胶结为一体；常规土压力盒的导线可以通过内部镂空的圆柱体杆在基底底部的汇集孔11处穿出。本技术提供的一种减小刚度差的三维应力测量装置，在实际应用时能有效减小由于土体刚度发生比变化造成的的测量误差，使得测量值更加接近实际值，从而是得到的应力状态更加贴合实际，为应力测量提供技术保障。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减小刚度差的三维应力测量装置，包括：土压力盒和基座，其特征在于：所述基座为由一个基点向外多个不同方向引出且内部镂空的相同圆柱体杆形成，所述圆柱体杆在引出的自由端连接土压力盒，各压力盒分别将测量导线经圆柱体杆内部汇聚在基点设置的通孔穿出并与外部数据接收设备连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种减小刚度差的三维应力测量装置，包括：土压力盒和基座，其特征在于：所述基座为由一个基点向外多个不同方向引出且内部镂空的相同圆柱体杆形成，所述圆柱体杆在引出的自由端连接土压力盒，各压力盒分别将测量导线经圆柱体杆内部汇聚在基点设置的通孔穿出并与外部数据接收设备连接。


2.根据权利要求1所述的一种减小刚度差的三维应力测量装置，其特征在于：所述基点通过四个圆柱体杆端部连接形成的底平面，四个圆柱体杆分别设为第一圆柱体杆(1)、第二圆柱体杆(2)、第三圆柱体杆(3)和第四圆柱体杆(4)，所述相邻第一圆柱体杆(1)、第二圆柱体杆(2)的夹角为90度且连接点设为原点形成x轴与y轴，并与另一个相邻圆柱体(5)设为z轴。


3.根据权利要求2所述的一种减小刚度差...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立航，李顺群，刘烨璇，张华洋，侯英剑，周亚东，郭林坪，王英红，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：天津;12