一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法技术

本发明专利技术公开了一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法，用于当土体试块受到竖向载荷时测试其受到的水平压力，测试装置包括：底座、套筒、薄膜压力传感器、压头、PC端；方法包括：先将套筒与底座固定，然后将土体试块置于套筒内部，使土体试样与设置在套筒内壁的薄膜压力传感器贴合接触；通过压头向土体试块施加垂向压力，使土体试块发生形变并向套筒的水平方向发生位移，直至套筒的侧壁发生形变；通过薄膜压力传感器监测土体试块受到的水平压力数据，并将压力数据传输至PC端；PC端依据水平压力数据，计算得出土体试样受到垂向压力时的水平压力系数。可广泛应用于岩土综合检测技术领域。技术领域。技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法


[0001]本专利技术属于岩土综合检测
，特别涉及一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法。

技术介绍

[0002]目前，土体在竖向荷载作用下，水平方向传递多大数值的力，通过K0系数的大小反应，不同土的水平传力比例和性质均不相同。传统固结试验及仪器中，实验土样放置于环刀中仅能测量竖向荷载，由于环刀的刚性较大，无法测量水平传力荷载数值的大小。因此，现有技术中缺乏一种试验装置能精确测量竖向荷载作用下水平传力荷载数值的大小。
[0003]可见，通过现有技术中环刀对不同土体的装填和测量，只能测试土体的竖向载荷，且在竖向荷载作用下，无法测试水平方向传递多大数值的力；
[0004]也即，对于土体在受到竖向载荷的作用下如何测试其水平载荷力，是本领域亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法，以至少解决上述部分技术问题。
[0006]为至少解决上述部分技术问题，第一方面，本专利技术提供了一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法及系统，用于当土体试块受到竖向载荷时测试其受到的水平压力，所述测试装置包括：底座、套筒、薄膜压力传感器、压头、PC端；所述底座上设置所述套筒；所述套筒为直筒状，所述套筒的顶部和底部均为敞口，所述套筒的底部敞口设置在所述底座上，所述薄膜压力传感器环向设置在所述套筒的内侧壁，所述压头设置在套筒的顶部，所述压头设置在套筒的顶部；所述方法包括：先将所述套筒与所述底座固定，然后将所述土体试块置于所述套筒内部，使所述土体试样与设置在所述套筒内壁的所述薄膜压力传感器贴合接触；通过所述压头向所述土体试块施加垂向压力，使所述土体试块发生形变并向所述套筒的水平方向发生位移，直至所述套筒的侧壁发生形变；通过所述薄膜压力传感器监测所述土体试块受到的水平压力数据，并将所述压力数据传输至所述PC端；所述PC端依据所述水平压力数据，计算得出所述土体试样受到垂向压力时的水平压力系数。
[0007]在第一方面中，所述方法还包括：在试验之前，通过将铝材或者马口铁材料制备成顶部和底部敞口的直筒状以作为用于容置所述土体试块的所述套筒。
[0008]在第一方面中，所述方法还包括：将所述土体试块置于所述套筒内部后，在所述套筒的顶部，位于所述压头的下部，设置一加载板，并将所述加载板的周向侧壁设置与所述套筒的内壁相贴合。
[0009]在第一方面中，所述方法还包括：在所述套筒与所述底座固定之前，先将底座上设置若干透水孔隙，以导出当土体试样被压迫时渗漏的水分。
[0010]在第一方面中，将每一所述透水孔隙的尺寸为0.3
‑
0.8mm。
[0011]在第一方面中，所述方法还包括：在底座上设置透水孔隙后，在所述套筒的底部，位于所述透水孔隙的正上方设置一滤纸，用于当所述土体试块容置与所述套筒内并与所述滤纸接触时，将由土体试块渗出的水进行过滤。
[0012]在第一方面中，所述方法还包括：在所述土体试块置于所述套筒内部之前，将一内部容置有水的气球放置于所述套筒内部，使所述气球的外壁与所述套筒的内壁相接触，并垂直按压所述气球使所述气球的周向外壁均衡压迫所述套筒的内壁。
[0013]在第一方面中，所述方法还包括：将所述套筒与所述底座固定之前，先在所述底座上设置一凸起部，将所述凸起部的周向尺寸设置为刚好与所述套筒的内径相一致，然后所述套筒的底部套设在该所述凸起部上。
[0014]在第一方面中，所述方法还包括：将压头的输出电压设置为5
‑
10V。
[0015]在第一方面中，所述方法还包括：在所述套筒的顶部设置加载板后，在加载板上设置一传力装置，并使所述压头压设在传力装置上，将所述传力装置设置为若干等直径的实体柱状结构。
[0016]有益效果：
[0017]本专利技术提供的一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法及系统，通过在套筒内侧壁设置薄膜压力传感器，以测试套筒内的土体试样在受到垂向压力时的水平压力系数，具体包括:先将套筒与底座固定，在将土体试块置于套筒内部，使土体试样与设置在套筒内壁的薄膜压力传感器贴合接触；然后通过压头向土体试块施加垂向压力，使土体试块发生形变并向套筒的水平方向发生位移，直至套筒的侧壁发生形变；最后通过薄膜压力传感器监测土体试块受到的水平压力数据，并将压力数据传输至PC端；PC端依据水平压力数据，计算得出土体试样受到垂向压力时的水平压力系数，进而达到对于当土体在受到竖向载荷的作用下如何测试其水平载荷力提供技术参照的技术目的。
[0018]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
[0020]图1为本实施例一提供的基于薄膜压力传感器的土体水平压力测试装置的结构示意图；
[0021]图2位本实施例一提供的一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法及系统的流程图；
[0022]附图标记：
[0023]1.底座；
[0024]2.滤纸；
[0025]3.土体试样；
[0026]4.加载板；
[0027]5.套筒；
[0028]6.薄膜压力传感器；
[0029]7.压头。
具体实施方式
[0030]下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员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]同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本专利技术。
[0032]实施例一：
[0033]请参阅图1
‑
2，本专利技术的实施例一提供的基于薄膜压力传感器6的土体水平压力测试装置的测试方法，用于当土体试块受到竖向载荷时测试其受到的水平压力，所述测试装置包括：底座1、套筒5、薄膜压力传感器6、压头7、PC端；所述底座1上设置所述套筒5；所述套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法,用于当土体试块受到竖向载荷时利用测试装置测试土体试块受到的水平压力，所述测试装置包括：底座、套筒、薄膜压力传感器、压头、PC端；所述套筒为直筒状，所述套筒的顶部和底部均为敞口，所述套筒的底部敞口设置在所述底座上，所述薄膜压力传感器环向设置在所述套筒的内侧壁，所述压头设置在套筒的顶部，所述压头设置在套筒的顶部；其特征在于，所述方法包括：先将所述套筒与所述底座固定，然后将所述土体试块置于所述套筒内部，使所述土体试样与设置在所述套筒内壁的所述薄膜压力传感器贴合接触；通过所述压头向所述土体试块施加垂向压力，使所述土体试块发生形变并向所述套筒的水平方向发生位移，直至所述套筒的侧壁发生形变；通过所述薄膜压力传感器监测所述土体试块受到的水平压力数据，并将所述压力数据传输至所述PC端；所述PC端依据所述水平压力数据，计算得出所述土体试样受到垂向压力时的水平压力系数。2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法，其特征在于，所述方法还包括：将铝材或者马口铁材料制备成顶部和底部敞口的直筒状以作为用于容置所述土体试块的所述套筒。3.根据权利要求1所述的一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述土体试块置于所述套筒内部后，在所述套筒的顶部，位于所述压头的下部，设置一加载板，并将所述加载板的周向侧壁设置与所述套筒的内壁相贴合。4.根据权利要求1所述的一种基于薄膜压力传感器的土体水平应力测试方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述套筒与所述底座固定之前，先将底座上设置若干透水孔隙，以导出当...

【专利技术属性】
技术研发人员：董毅，张福海，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：