专利名称：多功能室内试验测试探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及岩土及尾矿测量装置技术领域，具体的说是一种室内测定土(或尾矿)的径向加载与卸载过程应力与应变关系的试验测试探头。
背景技术：
目前，在市面上没有可以在室内直接测定土的水平变形的应力应变的试验设备，在室内测试水平压缩模量时通常是通过水平向切取环刀，垂直加载进行测定，但这样测试的话，相当将试样旋转了 90度，与实际受力边界条件相距甚远。

实用新型内容本实用新型的目的是设计一种能直接对试样进行水平加载与卸载并同时测定体积变化，并通过体变能换算压缩或回弹变形的试验测试探头。本实用新型多功能室内试验测试探头，包括三通阀1、压力传感器2、上接头3、感压腔4、感压体5、下接头6、连接导管7、滴定管8。三通阀I的横向端连接压力传感器2，径向端的一端连接感压腔4中的钻孔、另一端与连接导管7相连，连接导管7另一端连接滴定管8，感压腔4是用厚度为O. 5mm多孔塑料基片上植长度8mm的竹碳纤维贴在感压体5周围，在贴片外面套上筒状乳胶膜，通过上接头3与下接头6密封。本实用新型多功能室内试验测试探头，优点是能直接对试样进行水平加载与卸载并同时测定体积变化，还同时能通过体变能换算压缩或回弹变形，不同于传统的测试方法，使得测试更加方便，试验数据更加准确，结构简单，可通过选用合适的压力传感器2来满足测量范围与测试精度的要求，能模拟原位二维应力边界条件进行水平径向压缩或回弹试验，同时也能用于室内大型模型试验水平土压力的测量。

图1为多功能室内试验测试探头结构示意图。图2为位移与法向力关系曲线图。图3为应变与法向力关系曲线。
具体实施方式
一种多功能室内试验测试探头，包括三通阀1、压力传感器2、上接头3、感压腔4、感压体5、下接头6、连接导管7、滴定管8。三通阀I的横向端连接压力传感器2，径向端的一端连接感压腔4中的钻孔、另一端与连接导管7相连，感压腔4是用厚度为O. 5mm多孔塑料基片上植长度8mm的竹碳纤维，贴在感压体5周围，在贴片外面套上筒状乳胶膜，通过上接头3与下接头6密封组成。探头测试作用时，用脱气水置换感压腔4及全部管路中的空气，感压腔4能径向收缩8mm，扩张5mm ;在乳胶膜与感压体5之间填充带多孔基片的竹碳纤维能锁住传压脱气水，确保感压腔4不因脱气水的自重而变形。本实用新型多功能室内试验测试探头的测试功能是这样实现的1、探头的标定将探头感压腔4完全置于标定模具内(模具内径与感压腔零位外径相同)，调整滴定管8水位，作径向卸载回弹试验时，设定以滴定管8最下的刻度为零位线，作径向压缩试验时设定以滴定管8最上的刻度线为零位线，分别标定感压腔4每增加或减少Imm时的压力变化的初始化值，最大体变不大于50ml，分别绘制体变与压力关系校正曲线。2、径向回弹试验测定①将探头感压腔4完全置于标定模具内(模具内径与感压腔零位外径相同)，调整滴定管8水位为最下的刻度线，关闭感压腔4 ;②粘性土可用原状土或用扰动土击实成型，用特制的工具，在试样中心开孔，孔径与探头直径相同，将探头置于试样孔中。圆筒状试样壁厚在1-3倍的探头直径范围。将装有探头的试样放入特制的试验容器中，在圆筒状试样顶面施加土在原位中的自重应力。对于砂性土，可将探头放入特制的试验容器中，直接在容器中成型与饱和；③土在自重作用下稳定后，分别测定感压腔4在不同体变时的压力值，直致压力接近零时结束试验；④通过压力与体变的变化关系，求得径向水平回弹模量及水平径向回弹应力应变关系曲线。3、径向加载试验测定
①将探头感压腔4完全置于标定模具内(模具内径与感压腔零位外径相同)，调整滴定管8水位为最上的刻度线，关闭感压腔4，拆除滴定管8，接上高精度全自动压力控制器(能同步测记体变)，带水连接，防止气体进入管路中；②粘性土可用原状土或用扰动土击实成型，用特制的工具，在试样中心开孔，孔径与探头直径相同，将探头置于试样孔中。圆筒状试样壁厚在1-3倍的探头直径范围。将装有探头的试样放入特制的试验容器中，在圆筒状试样顶面施加土在原位中的自重应力。对于砂性土，可将探头放入特制的试验容器中，直接在容器中成型与饱和；③土在自重作用下稳定后，开启精度全自动压力控制器让感压腔4的压力值稳定在当前值；④按每级6kpa的增量增大感压腔4内的压力，上级压力稳定后，方可施加下级压力，全程须测定垂直变形。最大体变不超过50ml ;⑤通过压力与体变的变化关系及垂直位移量，求得径向水平压缩模量或水平径向变影模量及径向压缩应力应变关系曲线。4、实测资料卸载回弹试验成果表表I
权利要求1.一种多功能室内试验测试探头，其特征在于包括三通阀(1)、压力传感器(2)、上接头(3)、感压腔(4)、感压体(5)、下接头(6)、连接导管(7)、滴定管(8)，三通阀(1)的横向端连接压力传感器(2)，径向端的一端连接感压腔(4)中的钻孔、另一端与连接导管(7)相连，连接导管(7)另一端连接滴定管(8)。
2.根据权利要求1所述的多功能室内试验测试探头，其特征在于感压腔(4)是用厚度为0. 5mm多孔塑料基片上植长度8mm的竹碳纤维，贴在感压体(5)周围，在贴片外面套上筒状乳胶膜，通过上接头(3)与下接头(6)密封。
专利摘要多功能室内试验测试探头，包括三通阀、压力传感器、上接头、感压腔、感压体、下接头、连接导管、滴定管。三通阀的横向端连接压力传感器，径向端的一端连接感压腔中的钻孔、另一端与连接导管相连，连接导管另一端连接滴定管。其优点是能直接对试样进行水平加载与卸载并同时测定体积变化，还同时能通过体变能换算压缩或回弹变形，不同于传统的测试方法，使得测试更加方便，试验数据更加准确，结构简单，可通过选用合适的压力传感器来满足测量范围与测试精度的要求，模拟原位二维应力边界条件进行水平径向压缩或回弹试验，同时也能用于室内大型模型试验水平土压力的测量。
文档编号G01N3/02GK202903580SQ20122046348
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者陈定安 申请人:中冶集团武汉勘察研究院有限公司