一种软接触式的土压传感器及土压传感器校准方法技术

技术编号:37384309 阅读:35 留言:0更新日期:2023-04-27 07:24
本发明专利技术公开了一种软接触式的土压传感器及土压传感器校准方法,土压传感器包括:软接触层、压阻式敏感元件、传感器主壳体、宝塔式防断结构和螺纹保护壳体。本发明专利技术中土压传感器与土体接触面采用软接触方式,通过正面开窗填入圆弧状柱体的传感器主壳体,土压传感器表面的软接触层受上层填筑土层影响变形挠曲形成与传感器主壳体齐平形状,使土压力作用于压阻式敏感元件;土压传感器的软接触层采用高弹性材料,高弹性材料的密度介于干砂与饱和砂之间,与铝合金材质和不锈钢材质相比,软接触层采用高弹性材料可有效减小土压传感器与土体介质之间的刚度匹配问题,从而提高土压传感器测试精度,使土压传感器测量的土压力数据具有较高的准确性和可靠性。的准确性和可靠性。的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种软接触式的土压传感器及土压传感器校准方法


[0001]本专利技术涉及土压传感器
,更具体的说,涉及一种软接触式的土压传感器及土压传感器校准方法。

技术介绍

[0002]超重力离心模型试验是依托土工离心机高速旋转产生高离心力,补偿超重力离心模型中土层或岩土构筑物所受应力损失,达到与原型相近或相等的应力水平,当达到稳定高离心加速度条件(如50g~100g)时,通过施加压缩地震荷载(具有“高频10~300Hz”、“瞬时≤1s”、“强振动可达30g~60g”),可较准确地呈现实际原型动力特性和失效机制,也是作为岩土工程领域一种重要的研究手段,在基础理论研究和工程应用研究中发挥了重要的作用。
[0003]但由于超重力离心模型尺寸较小(多为700(长)*300(宽)*400mm(高)),而微型土压传感器作为一种监测饱和/非饱和土体中土压力及侧向土压力的关键性量测传感器,与气压、水压等常规压力传感器测量介质(土体为非均匀和非弹性介质,气体、液体为均匀介质)存在较大差异,受嵌入效应、接触界面、尺寸效应、防水结构等方面等诸多因素影响,导致超重力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软接触式的土压传感器,其特征在于,包括:软接触层、压阻式敏感元件、传感器主壳体、宝塔式防断结构和螺纹保护壳体;所述软接触层作为土压传感器直接与土体的接触体,采用高弹性材料,用于安装在所述传感器主壳体的正面开窗处,直接将土压力物理变化传输至所述压阻式敏感元件;所述压阻式敏感元件作为所述土压传感器的核心部分,用于将所述土压力物理变化转换为电压信号输出;所述传感器主壳体具有内螺纹,用于通过所述内螺纹与所述螺纹保护壳匹配,以安装与保护所述压阻式敏感元件;还用于作为所述软接触层的载体;所述宝塔式防断结构用于与所述传感器主壳体匹配,以安装铁氟龙防水管。2.根据权利要求1所述的土压传感器,其特征在于,所述软接触层与土体的接触面为圆弧面,与所述压阻式敏感元件的接触面为平行面;所述圆弧面用于在检测到土压力时,发生变形将额外的附加应力分散,并传递至所述平行面。3.根据权利要求1所述的土压传感器,其特征在于,所述压阻式敏感元件包括:高压腔、敏感膜片、真空腔、金丝导线、无应力胶、接线端子、转换电路板和硅膜片保护壳;所述高压腔为透明压力腔,用于与被测土压力相接触;所述真空腔为透明压力腔,用于以真空环境为参考输出零点;所述敏感膜片的两侧分别设置所述高压腔和所述真空腔,用于在所述高压腔和所述真空腔所受压力不同时,产生应变变化,并将所述应变变化转换为电压信号输出;所述金丝导线用于将所述敏感膜片内设置的多个等值电阻连接构成惠斯顿电桥;所述接线端子设置在所述转换电路板上,并与所述金丝导线连接;所述转换电路板用于与所述压阻式敏感元件外部的四芯屏蔽线缆固定连接;所述硅膜片保护壳正面开窗且内部为空腔结构,所述空腔结构用于安装所述高压腔、所述敏感膜片和所述真空腔,并在四周和表面填充所述无应力胶作为保护层。4.根据权利要求1所述的土压传感器,其特征在于,所述传感器主壳体包括:软接触层定位槽、软接触层支撑梁、敏感元件安装腔和敏感元件定位槽,其中,所述敏感元件安装腔内部设置有所述内螺纹;...

【专利技术属性】
技术研发人员:汤兆光王永志杨阳王体强孙锐段雪锋张旭东刘远鹏
申请(专利权)人:中国地震局工程力学研究所
类型:发明
国别省市:

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