微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪，温控加热器开始加热后，当温度分别达到两个形状记忆合金管体的相变转变温度时，形状记忆合金管体Ⅰ沿轴向缩短和形状记忆合金管体Ⅱ沿轴向伸长，从而带动圆柱状压头对扁铲侧部土体施压两次侧向压力，应变计实时将形变数据反馈电阻应变测量系统，获得圆柱状压头受到的实时侧向压力值；然后注入低温导热液体，使两个形状记忆合金管体反向复位，最终圆柱状压头两次向扁铲本体回缩完成复位，电阻应变测量系统记录侧部土体两次回弹的状态。能有效降低操作人员对测试的干扰，保证数据的准确性；同时采用形状记忆合金能多次反复使用，稳定性较好，从而在各种环境条件下具有较长的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪
本技术涉及一种扁铲侧胀仪，具体是一种微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪。
技术介绍
扁铲侧胀仪是用来完成扁铲侧胀试验(TheFlatDilatometerTest，简称DMT)最关键的仪器，主要包括扁铲测头、气电管路、测控箱、压力源及贯入设备等，是由意大利学者SilvanoMarchetti于二十世纪七十年代末专利技术的一种原位测试技术方法，可作为一种特殊的旁压试验设备，其工作过程是用静力或锤击动力将一扁铲探头贯入到土中某一预订试验深度，利用充气气压使扁铲侧面的圆形钢膜侧向膨胀进行试验，分别量测膜片中心侧胀不同位移时对岩土体的侧向压力值，根据测得的压力与变形之间的关系，获取地基土的参数，可用于土类划分与定名、粘性土状态确定、不排水剪切强度、判定土的液化、静止土压力系数、侧向基床系数、压缩模量、固结系数等的原位测定。其优点是试验操作简捷、快速、重复性好且较经济。目前扁铲侧胀仪试验已在国内外被广泛用于岩土工程领域中，特别是在浅基工程、桩基工程、边坡工程等中并将其纳入了行业规范标准。作为影响扁铲侧胀仪试验准确性的重要因素，其操作人员的技能素质、使用环境及设备配件等关键因素一直是困扰工程
中的三大重难点。若试验操作人员的技能素质低，很容易造成扁铲侧胀仪的气压控制不当、气压值获取超前或滞后、线路连接不合理等，都会影响获取试验数据的真实性；另外，如果使用环境处于温度太高或太低地段、地质构造复杂地块以及施工场地局限区域等位置，则容易造成膜片变形系数与实际材料的差别较大，或膜片变形值偏小，或膜片损坏等，也会影响试验数据的准确性；此外，当出现膜片老化不当、气电管线过长、数据获取人为误差过大、减压阀压力过高等设备配件不合格或不合理时，也会因膜片变形偏大或偏小、试验损耗过大、气压值不易获取等造成试验数据的偏差过大。目前所使用的扁铲侧胀仪都是气压式装置，这类装置均存在上述的不足，即，一方面，由于苛刻的使用环境以及对试验操作者的严格要求，因此在应用中限制了其使用的范围，特别地，要求试验操作人员的技能素质越高，极易引起操作人员的短缺和成本增加，造成其不能全面地推广使用；另一方面，试验时要考虑设备配件本身的不利影响，比如膜片老化处理、气电管线过长、数据人为读取、减压阀压力不当等，因此造成试验操作者必须根据具体情况对各种不利影响进行分析，找出主要因素采取相应处理对策，否则的话极易造成试验的不准确，因此现有的扁铲侧胀仪试验过程中人为因素影响太大，最终导致难以提高试验的准确率或成功率。因此，如何降低人为因素影响、同时能在各种环境条件下具有较长的使用寿命的扁铲侧胀仪，是本行业的研究方向。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪，能有效降低操作人员对测试的干扰，保证数据的准确性；同时采用形状记忆合金能多次反复使用，稳定性较好，从而在各种环境条件下具有较长的使用寿命。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪，包括扁铲本体、形状记忆合金管体Ⅰ、形状记忆合金管体Ⅱ、圆柱状压头、应变计、温控加热器、出液管、注液管、环形连接板Ⅰ、环形连接板Ⅱ和隔板，扁铲本体一侧开设圆形凹槽，扁铲本体内部开设电液通孔，电液通孔与圆形凹槽连通，形状记忆合金管体Ⅰ和形状记忆合金管体Ⅱ处于圆形凹槽内、且形状记忆合金管体Ⅰ套在形状记忆合金管体Ⅱ外部，环形连接板Ⅰ固定在形状记忆合金管体Ⅰ下端，形状记忆合金管体Ⅱ放置在环形连接板Ⅰ上，圆柱状压头下端设有一圈凸耳，圆柱状压头通过凸耳放置在形状记忆合金管体Ⅱ上端、且圆柱状压头上端与扁铲本体的侧表面处于同一平面；环形连接板Ⅱ套在圆柱状压头外部，环形连接板Ⅱ与凸耳之间装有弹性胶圈，形状记忆合金管体Ⅰ上端和扁铲本体通过环形连接板Ⅱ固定连接、且使环形连接板Ⅱ、弹性胶圈、凸耳、形状记忆合金管体Ⅰ和环形连接板Ⅰ相互压紧固定，所述隔板固定在电液通孔内、且将其密封分隔成两部分，使圆形凹槽、圆柱状压头下端、环形连接板Ⅰ下表面、环形连接板Ⅱ下表面、形状记忆合金管体Ⅰ外表面、形状记忆合金管体Ⅱ内表面和隔板形成注液空间；注液空间内装有导热液体；所述出液管和注液管均装在隔板上，且使出液管一端和注液管一端均与注液空间连通、出液管另一端和注液管另一端均伸出扁铲本体；所述应变计装在圆柱状压头上，应变计通过数据线与电阻应变测量系统连接，用于采集圆柱状压头的形变数据；所述温控加热器固定在圆形凹槽底部，温控加热器通过数据电源导线与温度控制系统连接，用于对导热液体加热；所述形状记忆合金管体Ⅰ的相变转变温度高于形状记忆合金管体Ⅱ的相变转变温度，形状记忆合金管体Ⅱ的相变转变温度高于导热液体的温度。进一步，所述圆柱状压头与形状记忆合金管体Ⅱ之间设有隔热密封圈；环形连接板Ⅱ与形状记忆合金管体Ⅰ上端和扁铲本体之间均设有密封圈。进一步，所述形状记忆合金管体Ⅰ为缩短型形状记忆合金制成，其相变转变温度为52℃；形状记忆合金管体Ⅱ为伸长型形状记忆合金制成，其相变转变温度为42℃。进一步，所述环形连接板Ⅰ与形状记忆合金管体Ⅰ下端通过螺钉固定；环形连接板Ⅱ与形状记忆合金管体Ⅰ上端和扁铲本体通过螺钉固定。与现有技术相比，本技术采用扁铲本体、形状记忆合金管体Ⅰ、形状记忆合金管体Ⅱ、圆柱状压头、应变计、温控加热器、出液管、注液管、环形连接板Ⅰ、环形连接板Ⅱ和隔板相结合的方式，通过温度控制系统设定温控加热器的加热温度，温控加热器开始加热后通过导热液体将温度传递给形状记忆合金管体Ⅰ和形状记忆合金管体Ⅱ，当温度分别达到形状记忆合金管体Ⅰ和形状记忆合金管体Ⅱ的相变转变温度时，形状记忆合金管体Ⅰ沿轴向缩短和形状记忆合金管体Ⅱ沿轴向伸长，从而带动圆柱状压头对扁铲侧部土体施压两次侧向压力进行压缩土体测试，应变计实时将形变数据反馈电阻应变测量系统，经过分析处理获得圆柱状压头受到的实时侧向压力值；完成后，将导热液体冲出液管排出，并通过注液管注入温度低于形状记忆合金管体Ⅱ的相变转变温度的导热液体，从而使形状记忆合金管体Ⅰ沿轴向伸长，形状记忆合金管体Ⅱ沿轴向缩短，最终使圆柱状压头两次向扁铲本体回缩完成复位，达到对扁铲本体侧部土体的两次回弹作用，应变计实时将形变数据反馈电阻应变测量系统，电阻应变测量系统实时记录侧部土体两次回弹的状态；从而完成整个扁铲侧胀仪工作过程。本技术无需人员手动控制压力，仅需设定加热温度后，扁铲会自动进行土体压缩测试，完成后将导热液体替换，则会自动进行土体回弹测试；从而降低操作人员对测试的干扰，保证数据的准确性；同时本技术取消气压施加压力的结构，采用的形状记忆合金能多次反复使用，稳定性较好，从而在各种环境条件下具有较长的使用寿命。附图说明图1为本技术侧胀测试前的等轴测示意图；图2为本技术的局部剖面示意图；图3为图2中圆柱状压头的等轴测示意图；图4为图1中扁铲的剖面示意图；图5为本技术中记忆合金管体Ⅰ的等轴测示意图；图6为本技术中环形连接板Ⅰ的等轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪，其特征在于，包括扁铲本体、形状记忆合金管体Ⅰ、形状记忆合金管体Ⅱ、圆柱状压头、应变计、温控加热器、出液管、注液管、环形连接板Ⅰ、环形连接板Ⅱ和隔板，扁铲本体一侧开设圆形凹槽，扁铲本体内部开设电液通孔，电液通孔与圆形凹槽连通，形状记忆合金管体Ⅰ和形状记忆合金管体Ⅱ处于圆形凹槽内、且形状记忆合金管体Ⅰ套在形状记忆合金管体Ⅱ外部，环形连接板Ⅰ固定在形状记忆合金管体Ⅰ下端，形状记忆合金管体Ⅱ放置在环形连接板Ⅰ上，圆柱状压头下端设有一圈凸耳，圆柱状压头通过凸耳放置在形状记忆合金管体Ⅱ上端、且圆柱状压头上端与扁铲本体的侧表面处于同一平面；环形连接板Ⅱ套在圆柱状压头外部，环形连接板Ⅱ与凸耳之间装有弹性胶圈，形状记忆合金管体Ⅰ上端和扁铲本体通过环形连接板Ⅱ固定连接、且使环形连接板Ⅱ、弹性胶圈、凸耳、形状记忆合金管体Ⅰ和环形连接板Ⅰ相互压紧固定，所述隔板固定在电液通孔内、且将其密封分隔成两部分，使圆形凹槽、圆柱状压头下端、环形连接板Ⅰ下表面、环形连接板Ⅱ下表面、形状记忆合金管体Ⅰ外表面、形状记忆合金管体Ⅱ内表面和隔板形成注液空间；注液空间内装有导热液体；/n所述出液管和注液管均装在隔板上，且使出液管一端和注液管一端均与注液空间连通、出液管另一端和注液管另一端均伸出扁铲本体；/n所述应变计装在圆柱状压头上，应变计通过数据线与电阻应变测量系统连接，用于采集圆柱状压头的形变数据；所述温控加热器固定在圆形凹槽底部，温控加热器通过数据电源导线与温度控制系统连接，用于对导热液体加热；/n所述形状记忆合金管体Ⅰ的相变转变温度高于形状记忆合金管体Ⅱ的相变转变温度，形状记忆合金管体Ⅱ的相变转变温度高于导热液体的温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微型形状记忆合金的扁铲侧胀仪，其特征在于，包括扁铲本体、形状记忆合金管体Ⅰ、形状记忆合金管体Ⅱ、圆柱状压头、应变计、温控加热器、出液管、注液管、环形连接板Ⅰ、环形连接板Ⅱ和隔板，扁铲本体一侧开设圆形凹槽，扁铲本体内部开设电液通孔，电液通孔与圆形凹槽连通，形状记忆合金管体Ⅰ和形状记忆合金管体Ⅱ处于圆形凹槽内、且形状记忆合金管体Ⅰ套在形状记忆合金管体Ⅱ外部，环形连接板Ⅰ固定在形状记忆合金管体Ⅰ下端，形状记忆合金管体Ⅱ放置在环形连接板Ⅰ上，圆柱状压头下端设有一圈凸耳，圆柱状压头通过凸耳放置在形状记忆合金管体Ⅱ上端、且圆柱状压头上端与扁铲本体的侧表面处于同一平面；环形连接板Ⅱ套在圆柱状压头外部，环形连接板Ⅱ与凸耳之间装有弹性胶圈，形状记忆合金管体Ⅰ上端和扁铲本体通过环形连接板Ⅱ固定连接、且使环形连接板Ⅱ、弹性胶圈、凸耳、形状记忆合金管体Ⅰ和环形连接板Ⅰ相互压紧固定，所述隔板固定在电液通孔内、且将其密封分隔成两部分，使圆形凹槽、圆柱状压头下端、环形连接板Ⅰ下表面、环形连接板Ⅱ下表面、形状记忆合金管体Ⅰ外表面、形状记忆合金管体Ⅱ内表面和隔板形成注液空间；注液空间内装有导热液体；
所述出液管和注液管均装在隔板上，且使出液管一端和注液...

【专利技术属性】
技术研发人员：智友海，史向平，张连英，谢立栋，李雁，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32