一種土壤干燥裂縫張力測定儀的制作方法
【專利摘要】一種土壤干燥裂縫張力測定儀，包括上部開口的盒體和張力傳感器，所述盒體由固定盒和移動盒組合而成，所述固定盒和移動盒的一側面均設有開口且所述開口相對設置，所述固定盒固定在地面不動，所述移動盒活動連接在地面或固定盒上，使得所述移動盒可沿側面開口方向相對固定盒的側面開口移動，所述固定盒和移動盒之間安裝有張力傳感器，所述盒體的側面盒壁上沿盒壁方向設有多個螺絲孔，所述盒體的兩端盒壁上設有測量土體含水率的含水率探針。本裝置結構合理、簡單，操作方便、能測量裂縫張力，而且能時時監控含水率的變化。
【專利說明】
一種土壤干燥裂縫張力測定儀
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種土壤干燥裂縫張力測定儀。【背景技術】
[0002]—般大壩、邊坡等等在氣象交替變化時，極易產生裂縫，而且裂縫會隨時間逐步擴展，由于裂縫的產生會使其滲透系數是原來的三個量級，如不及時防護會導致大壩、邊坡的垮塌和失穩，影響人們的生命安全和國家的財產損失。那么研究土壤中裂縫的形成及擴展就變得十分有意義。通常我們通過抗剪強度、崩解系數等來描述土壤的強度，但在氣象交替變化時，土壤極易出現裂縫，而且裂縫會隨著時間加寬、加深、加長，這就需要我們對土壤的裂縫發展情況進行研究。目前在土壤干燥實驗中，一般只能用普通的尺測量出裂縫的寬度。 一般研究土壤復合體(參入一定的材料以改善土壤性質)，其特性及基本物理參數有裂縫的發展時間及裂縫寬度。這些參數在描述土壤復合體強度特性時變得極其單調，缺乏說服力。 我們在測量含水率對土壤復合體開裂影響時，需要在一定的時間階段對土壤復合體進行含水率的測量。即麻煩又不能及時的了解含水率的變化，而且含水率的測量或多或少會對土壤復合體有些許擾動，影響最終的試驗結果。
[0003]在土壤復合體干燥實驗中，我們需要更多的物理參數來對土壤復合體的強度進行描述。一般的土壤裂縫開展實驗量測的裂縫寬度、裂縫發育程度、裂縫面積比等等對土壤復合體干燥裂縫的研究已經變得比較普遍及成熟。我們急需采用新的儀器及新的參數來對裂縫擴展實驗進行描述。。【實用新型內容】
[0004]本實用新型針對現有技術的不足而提供了一種結構合理、簡單，操作方便、能測量裂縫張力，而且能時時監控含水率的變化的一種土壤干燥裂縫張力測定儀。
[0005]本實用新型采用如下技術方案實現:一種土壤干燥裂縫張力測定儀，包括上部開口的盒體和張力傳感器，所述盒體由固定盒和移動盒組合而成，所述固定盒和移動盒的一側面均設有開口且所述開口相對設置，所述固定盒固定在地面不動，所述移動盒活動連接在地面或固定盒上，使得所述移動盒可沿側面開口方向相對固定盒的側面開口移動，所述固定盒和移動盒之間安裝有用于測量移動盒相對固定盒運動時的力的大小的張力傳感器， 所述盒體的側面盒壁上沿盒壁方向設有多個螺絲孔，所述盒體的兩端盒壁上設有測量土體含水率的含水率探針。
[0006]所述固定盒在移動盒所在處設有水平高度低于固定盒底面的固定面，所述固定面上設有導軌，所述移動盒通過底部的滑塊活動連接在導軌上，所述滑塊與導軌為滾動連接， 所述移動盒內側的底面與固定盒內側的底面處于同一平面。
[0007]所述螺絲孔內安裝的螺栓的長度為2-4cm。
[0008]所述固定盒和移動盒的底板均為聚四氟乙烯材料構成的底板。
[0009]由于采用上述結構，本實用新型具有如下優點:
[0010]1、本裝置采用固定盒和移動盒組成的可相對移動的雙盒。通過裂縫的張力使移動盒移動，移動盒的移動促使安裝與盒子上的張力計感應，測量出張力。
[0011]2、同時在土壤復合體放置于盒體中時，埋設含水率探針，便于觀察含水率的變化。 為土壤復合體的強度的考量帶來更多有效的參數。
[0012]3、本裝置盒體的底板為聚四氟乙烯板，減少土體與底板之間的摩擦力，土壤裂縫張力測定儀的高不宜過大，過大將會使裂縫的豎向擴展變得極其慢，導致實驗的不準確性。 張力傳感器安裝在兩個固定盒和移動盒的側面，為了減少裂縫擴展對實驗數據產生的影響，底板上表面至盒子頂部的高度一般定為5cm或更小，固定盒和移動盒的長度、寬度相同， 一般取長為50cm，寬為80cm。[〇〇13]本裝置在通過盒體四周的螺絲孔里安裝螺絲來固定土體，避免土體脫離盒子，螺栓的長度一般取2-4cm長。【附圖說明】[〇〇14]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型的結構原理圖。【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步的說明。
[0017]如圖1、2所示，一種土壤干燥裂縫張力測定儀，包括固定盒1、移動盒6、螺絲孔2、張力傳感器3、含水率探針5,所述固定盒1和移動盒6的一側面均設有開口且所述開口相對設置，所述固定盒1固定在地面不動，所述移動盒6活動連接在固定盒1上，所述固定盒1在移動盒6所在處設有水平高度低于固定盒1底面的固定面，所述固定面上設有導軌，所述移動盒6 通過底部的滑塊活動連接在導軌上，所述滑塊與導軌通過滾輪4連接，所述移動盒6內側的底面與固定盒1內側的底面處于同一平面，使得所述移動盒6可沿側面開口方向相對固定盒 1的側面開口移動，張力傳感器3安裝在固定盒1和移動盒6的側面，所述盒體的側面盒壁上沿盒壁方向設有多個螺絲孔2,所述盒體的兩端盒壁上設有測量土體含水率的含水率探針 5，土樣處于固定盒1和移動盒6中，在試驗初始時，將固定盒1和移動盒6拼裝為一盒體，然后在盒體內埋設試驗土壤，埋設土壤復合體的過程中將螺絲擰進螺絲孔2中，從而固定試驗土壤，將含水率探針5埋設于土壤內以減少邊界效應，便于時時監控含水率的變化，在干燥過程中，裂縫會逐漸發展，當裂縫發展到一定的程度，移動盒6便在裂縫張力的作用下相對固定盒1移動，由于固定盒1和移動盒6的底板均用聚四氟乙烯板，從而減少土壤與盒體之間的摩擦力。通過移動盒6的移動，張力傳感器3間接測量裂縫張力，同時通過直尺量測裂縫的寬度，再將張力傳感器3、含水率探針5檢測值輸入計算機進行分析處理，即完成試驗。
【主權項】
1.一種土壤干燥裂縫張力測定儀，包括上部開口的盒體和張力傳感器，其特征在于:所 述盒體由固定盒和移動盒組合而成，所述固定盒和移動盒的一側面均設有開口且所述開口 相對設置，所述固定盒固定在地面不動，所述移動盒活動連接在地面或固定盒上，使得所述 移動盒可沿側面開口方向相對固定盒的側面開口移動，所述固定盒和移動盒之間安裝有用 于測量移動盒相對固定盒運動時的力的大小的張力傳感器，所述盒體的兩端盒壁上設有測 量土體含水率的含水率探針。2.根據權利要求1所述的土壤干燥裂縫張力測定儀，其特征在于:所述盒體的側面盒壁 上沿盒壁方向設有多個螺絲孔。3.根據權利要求2所述的土壤干燥裂縫張力測定儀，其特征在于:所述固定盒在移動盒 所在處設有水平高度低于固定盒底面的固定面，所述固定面上設有導軌，所述移動盒通過 底部的滑塊活動連接在導軌上，所述滑塊與導軌為滾動連接，所述移動盒內側的底面與固 定盒內側的底面處于同一平面。4.根據權利要求3所述的土壤干燥裂縫張力測定儀，其特征在于:所述螺絲孔內安裝的 螺栓的長度為2-4cm。5.根據權利要求1至4之一所述的土壤干燥裂縫張力測定儀，其特征在于:所述固定盒 和移動盒的底板均為聚四氟乙烯材料構成的底板。
【文檔編號】G01N33/24GK205607574SQ201620361369
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】王桂堯, 胡圣輝, 周紅貴, 沙琳川, 常婧美, 李潤發, 鄧俊強, 邢校崟, 廖鑫捷, 劉星星
【申請人】長沙理工大學