一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计制造技术

本发明专利技术提供了一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，涉及岩土工程压应力检测技术领域，具体包括壳体、隔离环、承压盖、承压筒、压力传感器和用于给所述承压筒加热的加热组件，所述隔离环固设于所述壳体内侧壁上以用于将所述承压筒安装在所述壳体内腔，所述承压筒为两端开口的中空筒体且所述承压筒由形状记忆聚合物材料制成，所述承压盖设于所述承压筒顶部且与所述壳体内侧壁滑动连接，所述承压盖的底部固设有伸长杆，所述伸长杆的底部延伸至所述承压筒内腔且与所述压力传感器的受力面之间留有间隙。本发明专利技术利用承压筒的变刚度特性，可充分保护压力传感器，且其变形后的结构稳定性好，可进行多次测量。可进行多次测量。可进行多次测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计


[0001]本专利技术涉及岩土工程压应力检测
，具体而言，涉及一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计。

技术介绍

[0002]土压力计是测试土体对土中构筑物应力变化量的重要仪器，适用于长期测量边坡、基坑、隧道、堤坝等构筑物所承受土体的压应力。以最常用的弦振式土压力计为例，其工作原理为：当被测构筑物内土应力发生变化时，通过感应板产生变形，传递给振弦并转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率，频率信号经电缆传输至显示器，即可测量出被测构筑物的所承受的土压力值。随着地下空间开发的飞速发展，基坑开挖、隧道建设等岩土工程中的开挖深度越来越大，地下连续墙的深度也随之越来越深，地下连续墙两侧产生较大的土压力，往往会导致地下连续墙的变形、开裂甚至坍塌等，因此准确掌握地下连续墙墙体外侧的土压力显得十分重要。
[0003]但是由于岩土工程的土体埋填、充基等过程中会不断有冲击作用，传统的土压力计在埋设后，在不断的冲击下，测量结果会受到影响甚至造成土压力计零部件损坏，导致数据测量结果误差大，进而增加工程难度。因此，如何使土压力计既不受冲击等作用的影响、又能精确测得最终土体埋填、充基后的土压力值是岩土工程类亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计。
[0005]为实现上述目的，本专利技术具体通过以下技术实现：
[0006]一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，包括壳体、隔离环、承压盖、承压筒、压力传感器和用于给所述承压筒加热的加热组件，所述隔离环固设于所述壳体内侧壁上以用于将所述承压筒安装在所述壳体内腔，所述承压筒为两端开口的中空筒体且所述承压筒由形状记忆聚合物材料制成，所述压力传感器设于所述承压筒的正下方，所述承压盖设于所述承压筒顶部且与所述壳体内侧壁滑动连接，所述承压盖的底部固设有伸长杆，所述伸长杆的底部延伸至所述承压筒内腔且与所述压力传感器的受力面之间留有间隙。
[0007]进一步地，所述隔离环的顶部设有定位槽，所述承压筒的底部设于所述定位槽内。
[0008]进一步地，所述压力传感器、所述承压筒、所述伸长杆和所述承压盖同轴线设置。
[0009]进一步地，所述加热组件包括加热膜和温度传感器，所述加热膜设于所述承压筒内侧壁上，所述温度传感器设于所述承压筒外侧壁上。
[0010]进一步地，所述隔离环和所述壳体上均设有通孔用于输送所述加热膜和所述温度传感器的导线至所述壳体外部。
[0011]进一步地，所述壳体包括缸筒和底座，所述缸筒与所述底座通过螺纹配合连接。
[0012]进一步地，所述底座顶部设有安装槽，所述压力传感器设于所述安装槽内。
[0013]进一步地，还包括柱状体，所述柱状体采用形状记忆聚合物材料制成且经预拉伸处理，所述柱状体设于所述压力传感器和/或所述伸长杆的底部，所述柱状体表面设置有加热组件。
[0014]进一步地，所述柱状体与所述压力传感器和/或所述伸长杆之间设有隔热板。
[0015]进一步地，还包括套设于所述壳体外侧的橡胶套，所述橡胶套为顶部封闭、底部开口的中空柱状结构。
[0016]另外，本专利技术提供了如上所述的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计的使用方法，包括以下步骤：
[0017]S1、在工程埋填之前，将如上所述的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计水平固定于需要测量土压力的位置，之后进行填土；
[0018]S2、填土完成，进行测压时，给所述加热组件通电，所述加热组件用于给所述承压筒加热直至所述承压筒彻底软化，所述压力传感器测定土压力，然后根据所述压力传感器的标定测试函数计算实际土压力，测试完成后，断开电源，待所述承压筒完全降温冷却，所述承压筒恢复高刚度状态，恢复承载；
[0019]S3、如没有达到目标土压力，继续进行工程埋填，二次埋填结束后，重复步骤S2，直至达到目标土压力，结束测试。
[0020]进一步地，步骤S3中，继续进行工程埋填前还包括对预拉伸的柱状体加热使其恢复拉伸前的形状的步骤。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术通过设置由形状记忆聚合物材料制成的承压筒，在非工作状态下，承压筒承载土压力，使伸长杆与压力传感器之间留有间隙，此时压力传感器不受力，可充分保护压力传感器，消除施工过程中产生的冲击力对土压力计的性能影响，防止损坏土压力计。而在工作状态时，对承压筒加热使其变形成鼓形，承压盖随即下移并带动伸长杆同步下降至抵接压力传感器，并将土压力传递给压力传感器，继而精确测得土压力，之后降温冷却，承压筒刚度提高，与压力传感器一起承载土压力，分担其受力，也能起到保护压力传感器的作用。此外，承压筒在变形成鼓形后，结构稳定性好，冷却后拥有高刚度可继续承压，为一次测量不满足压力要求的工程提供二次乃至多次测量的可能性。而且，通过隔离环固定承压筒并将承压筒与压力传感器相隔离，可避免承压筒加热时的高温环境对压力传感器造成影响，有利于提高压力传感器的使用寿命。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计的爆炸图；
[0025]图2为本专利技术实施例的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计的非工作状态下的结构示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计的工作状态下的结构
示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例的压力传感器与柱状体配合的结构示意图；
[0028]附图标记说明：
[0029]10、壳体；101、缸筒；102、底座；11、隔离环；12、承压筒；13、承压盖；14、伸长杆；15、压力传感器；16、加热组件；161、加热膜；162、温度传感器；17、定位槽；18、安装槽；19、柱状体；20、隔热板；21、橡胶套。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中使用的技术术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。说明书以及权利要求书中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的部件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的部件或者物件及其等同部件，并不排除其他部件或者物件。“连接”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，其特征在于，包括壳体(10)、隔离环(11)、承压盖(13)、承压筒(12)、压力传感器(15)和用于给所述承压筒(12)加热的加热组件(16)，所述隔离环(11)固设于所述壳体(10)内侧壁上以用于将所述承压筒(12)安装在所述壳体(10)内腔，所述承压筒(12)为两端开口的中空筒体且所述承压筒(12)由形状记忆聚合物材料制成，所述压力传感器(15)设于所述承压筒(12)的正下方，所述承压盖(13)设于所述承压筒(12)顶部且与所述壳体(10)内侧壁滑动连接，所述承压盖(13)的底部固设有伸长杆(14)，所述伸长杆(14)的底部延伸至所述承压筒(12)内腔且与所述压力传感器(15)的受力面之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，其特征在于，所述隔离环(11)的顶部设有定位槽(17)，所述承压筒(12)的底部设于所述定位槽(17)内。3.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，其特征在于，所述加热组件(16)包括加热膜(161)和温度传感器(162)，所述加热膜(161)设于所述承压筒(12)内侧壁上，所述温度传感器(162)设于所述承压筒(12)外侧壁上。4.根据权利要求1所述的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，其特征在于，所述壳体(10)包括缸筒(101)和底座(102)，所述缸筒(101)与所述底座(102)通过螺纹配合连接。5.根据权利要求4所述的基于形状记忆聚合物支撑的土压力计，其特征在于，所述底座(102)顶部设有安装槽(18)，所述压力传感器(15)设于所述安装槽(18)内。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的基于形状记忆聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷劲松，陈祖煜，刘彦菊，胡晶，李丰丰，李建勇，田超，朱晓勇，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：