一种用于接触压力测试的液囊压力枕系统的制作方法

本实用新型涉及隧道领域，具体涉及一种用于接触压力测试的水囊压力系统。

背景技术：

岩土工程中进行介质接触压力测量的传感器，主要是有钢弦式和电阻应变式压力盒，钢弦式的压力盒，其原理是利用钢弦拉张力不同，其自振频率也相应变化，通过测得钢弦频率的变化，便得知压力盒膜所受压力的变化，其尺寸较大，常用于工程监测中。模型试验常用的是电阻应变式土压传感器，其原理是将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上，当荷载作用于弹性元件时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化，电阻的变化经电路处理后以电信号的方式输出。

目前用于测试的压力盒都是较大量程的，使用中存在以下问题：

(1)需测量较小的土压力时(特别是较小模型试验中)，量程过大、精度较大的压力盒测试结果并不理想；

(2)压力盒钢壳的刚度与周围岩介质不匹配，会影响测试结果的准确性；

(3)压力盒测试的结果是局部很小的地方，测试结果受接触状态影响很大，当为点接触时，测试结果将会失真；

(4)当测量的土压力发生较大变化时，现有压力盒量程是固定的，只能更换适合量程的新压力盒，不够方便和经济。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种用于接触压力测试的液囊压力枕系统，具体技术方案如下：

一种用于接触压力测试的液囊压力枕系统，其特征在于：包括液体胶囊装置、水管(1)和液压表(2)，在所述液体胶囊装置上设有连通口(3)，所述液体胶囊装置上的连通口(3)通过所述水管(1)与所述液压表(2)进液口相连通；

所述液体胶囊装置包括刚性槽(4)、支撑杆(5)和弹性膜片(6)，该刚性槽(4)为长条形，所述弹性膜片(6)覆盖在所述括刚性槽(4)开口端将所述刚性槽(4)密封；

在所述刚性槽(4)两个相对的内壁之间设置至少一根所述支撑杆(5)，且所述支撑杆(5)沿所述刚性槽(4)长度方向均匀分布，所述连通口(3)设置在所述刚性槽(4)上，在刚性槽内部设置的支撑杆可以增加纵向刚度，可保证刚性槽不会发生变形而避免压力损失。

本实用新型是这样实现的：本实用新型是充分利用封闭液体的不可压缩性，用于测试岩土体的接触压力时可毫无衰减的传递压力。将液体胶囊装置水平放置，向其灌注水等液体使橡胶模处于水平状态，即橡胶模未发生鼓起或凹陷变形。将液体胶囊装置与充满水的硬管连接，应确保硬管水平放置时，橡胶模处于水平状态，然后在硬管的另一端连接液压表。整个装置在连接过程中需保证自闭性。制作完成后，在橡胶模上施加的压力，就可以通过液压表进行读取。制作完成的接触压力测试系统标定：将液体胶囊装置放置于水中，以水压进行标定，标定完成后即可进行试验测量。

为更好的实现本实用新型，可进一步为：所述水管(1)为硬质管。采用硬质管主要是防止管道受压变形而影响压力的有效传递。

进一步地：所述弹性膜片(6)为橡胶模。采用该弹性系数较小的橡胶模，是为了消除橡胶模张力对测试压力的影响。

本实用新型的有益效果为：第一，用于与岩土体接触的水囊装置为长条形，在测量时是沿隧道纵向呈带状与岩土体面接触，保证了足够的接触面积，测量结果是整个区域压力的平均值。尤其对围岩粒径较大时，可以有效防止点接触而导致的接触压力失真的问题。

第二，橡胶模略高于刚性槽开口端，能够感应接触压力，避免了钢弦式压力盒钢壳与周围介质刚度差异对测量结果的影响。

第三，采用直接更换液压表即可实现不同量程范围、不同精度的接触压力测量：可根据需要制作0～20kPa或者兆帕级量程，量程范围更加灵活，可用于工程监测和室内模型试验，适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型的装配示意图；

图2为图1中液体胶囊装置正面图；

图3为图2左视图；

图4为图2俯视图；

图5为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图5所示：一种用于接触压力测试的液囊压力枕系统，包括液体胶囊装置、水管1和液压表2，该水管1为硬质管。液体胶囊装置包括刚性槽4、支撑杆5和弹性膜片6，该弹性膜片6为橡胶模，该刚性槽4为长条形，弹性膜片6覆盖在括刚性槽4开口端将刚性槽4密封，该弹性膜片6用于直接承受接触面压力；

在刚性槽4两个相对的内壁之间设置有一根支撑杆5，且支撑杆5沿刚性槽4长度方向横向设置，在刚性槽4上开设有连通口3，该连通口3通过水管1 与液压表2进液口相连通。