一种土壤干燥裂缝张力测定仪的制作方法
【专利摘要】一种土壤干燥裂缝张力测定仪，包括上部开口的盒体和张力传感器，所述盒体由固定盒和移动盒组合而成，所述固定盒和移动盒的一侧面均设有开口且所述开口相对设置，所述固定盒固定在地面不动，所述移动盒活动连接在地面或固定盒上，使得所述移动盒可沿侧面开口方向相对固定盒的侧面开口移动，所述固定盒和移动盒之间安装有张力传感器，所述盒体的侧面盒壁上沿盒壁方向设有多个螺丝孔，所述盒体的两端盒壁上设有测量土体含水率的含水率探针。本装置结构合理、简单，操作方便、能测量裂缝张力，而且能时时监控含水率的变化。
【专利说明】
一种土壤干燥裂缝张力测定仪
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种土壤干燥裂缝张力测定仪。【背景技术】
[0002]—般大坝、边坡等等在气象交替变化时，极易产生裂缝，而且裂缝会随时间逐步扩展，由于裂缝的产生会使其渗透系数是原来的三个量级，如不及时防护会导致大坝、边坡的垮塌和失稳，影响人们的生命安全和国家的财产损失。那么研究土壤中裂缝的形成及扩展就变得十分有意义。通常我们通过抗剪强度、崩解系数等来描述土壤的强度，但在气象交替变化时，土壤极易出现裂缝，而且裂缝会随着时间加宽、加深、加长，这就需要我们对土壤的裂缝发展情况进行研究。目前在土壤干燥实验中，一般只能用普通的尺测量出裂缝的宽度。 一般研究土壤复合体(参入一定的材料以改善土壤性质)，其特性及基本物理参数有裂缝的发展时间及裂缝宽度。这些参数在描述土壤复合体强度特性时变得极其单调，缺乏说服力。 我们在测量含水率对土壤复合体开裂影响时，需要在一定的时间阶段对土壤复合体进行含水率的测量。即麻烦又不能及时的了解含水率的变化，而且含水率的测量或多或少会对土壤复合体有些许扰动，影响最终的试验结果。
[0003]在土壤复合体干燥实验中，我们需要更多的物理参数来对土壤复合体的强度进行描述。一般的土壤裂缝开展实验量测的裂缝宽度、裂缝发育程度、裂缝面积比等等对土壤复合体干燥裂缝的研究已经变得比较普遍及成熟。我们急需采用新的仪器及新的参数来对裂缝扩展实验进行描述。。【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有技术的不足而提供了一种结构合理、简单，操作方便、能测量裂缝张力，而且能时时监控含水率的变化的一种土壤干燥裂缝张力测定仪。
[0005]本实用新型采用如下技术方案实现:一种土壤干燥裂缝张力测定仪，包括上部开口的盒体和张力传感器，所述盒体由固定盒和移动盒组合而成，所述固定盒和移动盒的一侧面均设有开口且所述开口相对设置，所述固定盒固定在地面不动，所述移动盒活动连接在地面或固定盒上，使得所述移动盒可沿侧面开口方向相对固定盒的侧面开口移动，所述固定盒和移动盒之间安装有用于测量移动盒相对固定盒运动时的力的大小的张力传感器， 所述盒体的侧面盒壁上沿盒壁方向设有多个螺丝孔，所述盒体的两端盒壁上设有测量土体含水率的含水率探针。
[0006]所述固定盒在移动盒所在处设有水平高度低于固定盒底面的固定面，所述固定面上设有导轨，所述移动盒通过底部的滑块活动连接在导轨上，所述滑块与导轨为滚动连接， 所述移动盒内侧的底面与固定盒内侧的底面处于同一平面。
[0007]所述螺丝孔内安装的螺栓的长度为2-4cm。
[0008]所述固定盒和移动盒的底板均为聚四氟乙烯材料构成的底板。
[0009]由于采用上述结构，本实用新型具有如下优点:
[0010]1、本装置采用固定盒和移动盒组成的可相对移动的双盒。通过裂缝的张力使移动盒移动，移动盒的移动促使安装与盒子上的张力计感应，测量出张力。
[0011]2、同时在土壤复合体放置于盒体中时，埋设含水率探针，便于观察含水率的变化。 为土壤复合体的强度的考量带来更多有效的参数。
[0012]3、本装置盒体的底板为聚四氟乙烯板，减少土体与底板之间的摩擦力，土壤裂缝张力测定仪的高不宜过大，过大将会使裂缝的竖向扩展变得极其慢，导致实验的不准确性。 张力传感器安装在两个固定盒和移动盒的侧面，为了减少裂缝扩展对实验数据产生的影响，底板上表面至盒子顶部的高度一般定为5cm或更小，固定盒和移动盒的长度、宽度相同， 一般取长为50cm，宽为80cm。[〇〇13]本装置在通过盒体四周的螺丝孔里安装螺丝来固定土体，避免土体脱离盒子，螺栓的长度一般取2-4cm长。【附图说明】[〇〇14]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型的结构原理图。【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步的说明。
[0017]如图1、2所示，一种土壤干燥裂缝张力测定仪，包括固定盒1、移动盒6、螺丝孔2、张力传感器3、含水率探针5,所述固定盒1和移动盒6的一侧面均设有开口且所述开口相对设置，所述固定盒1固定在地面不动，所述移动盒6活动连接在固定盒1上，所述固定盒1在移动盒6所在处设有水平高度低于固定盒1底面的固定面，所述固定面上设有导轨，所述移动盒6 通过底部的滑块活动连接在导轨上，所述滑块与导轨通过滚轮4连接，所述移动盒6内侧的底面与固定盒1内侧的底面处于同一平面，使得所述移动盒6可沿侧面开口方向相对固定盒 1的侧面开口移动，张力传感器3安装在固定盒1和移动盒6的侧面，所述盒体的侧面盒壁上沿盒壁方向设有多个螺丝孔2,所述盒体的两端盒壁上设有测量土体含水率的含水率探针 5，土样处于固定盒1和移动盒6中，在试验初始时，将固定盒1和移动盒6拼装为一盒体，然后在盒体内埋设试验土壤，埋设土壤复合体的过程中将螺丝拧进螺丝孔2中，从而固定试验土壤，将含水率探针5埋设于土壤内以减少边界效应，便于时时监控含水率的变化，在干燥过程中，裂缝会逐渐发展，当裂缝发展到一定的程度，移动盒6便在裂缝张力的作用下相对固定盒1移动，由于固定盒1和移动盒6的底板均用聚四氟乙烯板，从而减少土壤与盒体之间的摩擦力。通过移动盒6的移动，张力传感器3间接测量裂缝张力，同时通过直尺量测裂缝的宽度，再将张力传感器3、含水率探针5检测值输入计算机进行分析处理，即完成试验。
【主权项】
1.一种土壤干燥裂缝张力测定仪，包括上部开口的盒体和张力传感器，其特征在于:所 述盒体由固定盒和移动盒组合而成，所述固定盒和移动盒的一侧面均设有开口且所述开口 相对设置，所述固定盒固定在地面不动，所述移动盒活动连接在地面或固定盒上，使得所述 移动盒可沿侧面开口方向相对固定盒的侧面开口移动，所述固定盒和移动盒之间安装有用 于测量移动盒相对固定盒运动时的力的大小的张力传感器，所述盒体的两端盒壁上设有测 量土体含水率的含水率探针。2.根据权利要求1所述的土壤干燥裂缝张力测定仪，其特征在于:所述盒体的侧面盒壁 上沿盒壁方向设有多个螺丝孔。3.根据权利要求2所述的土壤干燥裂缝张力测定仪，其特征在于:所述固定盒在移动盒 所在处设有水平高度低于固定盒底面的固定面，所述固定面上设有导轨，所述移动盒通过 底部的滑块活动连接在导轨上，所述滑块与导轨为滚动连接，所述移动盒内侧的底面与固 定盒内侧的底面处于同一平面。4.根据权利要求3所述的土壤干燥裂缝张力测定仪，其特征在于:所述螺丝孔内安装的 螺栓的长度为2-4cm。5.根据权利要求1至4之一所述的土壤干燥裂缝张力测定仪，其特征在于:所述固定盒 和移动盒的底板均为聚四氟乙烯材料构成的底板。
【文档编号】G01N33/24GK205607574SQ201620361369
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】王桂尧, 胡圣辉, 周红贵, 沙琳川, 常婧美, 李润发, 邓俊强, 邢校崟, 廖鑫捷, 刘星星
【申请人】长沙理工大学