專利名稱：一種定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電阻率探測器，屬于巖土工程領域中一種能夠連續(xù)、定量地測試土層原位孔隙率變化的靜力觸探裝置。
背景技術：
靜力觸探技術是指利用壓力裝置將帶有觸探頭的觸探桿壓入試驗土層，通過量測系統(tǒng)測試土的錐尖阻力、側壁摩阻力等，可確定土的某些基本物理力學特性，如土的變形模 量、土的容許承載力等。靜力觸探技術至今已有80多年的歷史。國際上廣泛應用靜力觸探，部分或全部代替了工程勘察中的鉆探和取樣。我國于1965年首先研制成功電測式靜力觸探并應用于勘察。近幾年隨著傳感器技術的快速發(fā)展，出現(xiàn)了很多新的靜力觸探技術，這些技術能夠快速、準確地獲得土層的孔隙水壓力、地震波、污染物性狀、溫度、甚至影像。目前定量評價土體孔隙率改變的方法主要有光學法和阻力法。常見的光學法測試技術包括立體攝影量測技術、數(shù)字成像技術、透明土試驗技術、X射線測試技術以及其他圖像處理技術。除X射線測試和透明土技術外，光學法只適用于邊界透明的模型容器中，這就限制了破壞模式的量測。阻力法一般有熱阻法和電阻法兩種。雖然電阻法仍可能會阻礙土顆粒破壞模式，但是允許探頭附近發(fā)生一定范圍的變形，并運用一個與土顆粒形狀無關、與土體密度成線性的相關關系，得到更為精確的土體孔隙率特征。本發(fā)明基于常規(guī)的靜力觸探探頭，提供了一種可以連續(xù)、定量、準確、快捷的原位測試儀器，為模型試驗和巖土工程地基處理提供準確有效的定量評價方法。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是針對國內無法土體孔隙率改變的原位定量評價，提出一種可用于巖土工程領域的可定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器。利用該探測器能夠有效地定量評價受擾動土體的孔隙率改變大小。技術方案本發(fā)明的定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器的上半部采用絕緣PVC材料與不銹鋼環(huán)形電極組成電阻傳感器；在結構上該探頭的上半部自上往下順序相間排列設有絕緣PVC材料和不銹鋼環(huán)形電極；探頭的下半部設有側壁摩擦筒，側壁摩擦筒中間設有孔隙水壓力傳感器，在側壁摩擦筒的下方連接有圓錐探頭，在側壁摩擦筒與圓錐探頭之間設有孔壓過濾環(huán)。孔壓過濾環(huán)厚度為5mm,側壁摩擦筒表面積150cm2。圓錐探頭的錐角為60°，錐底截面積為IOcm2，不等端面積比為0. 8。不銹鋼環(huán)形電極的數(shù)量為4個,厚度為I. 5mm,寬度為5mm,排列間距均為IOmm,分布于探頭的總長度為50mm。通過探測器內部的電路系統(tǒng)及四個電極同步、連續(xù)地量測中間兩電極間的電壓變化，并根據(jù)歐姆定律原理編制計算程序計算電極周圍土體的電阻率大小。根據(jù)歐姆定律，電阻率探測器所測土體原位電阻率P為
權利要求
1.一種定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器，其特征在于該探測器探頭的上半部采用絕緣PVC材料(I)與不銹鋼環(huán)形電極(2)組成電阻傳感器；在結構上該探頭的上半部自上往下順序相間排列設有絕緣PVC材料(I)和不銹鋼環(huán)形電極(2 );探頭的下半部設有側壁摩擦筒(3)，側壁摩擦筒(3)中間設有孔隙水壓力傳感器(4)，在側壁摩擦筒(3)的下方連接有圓錐探頭(5 )，在側壁摩擦筒(3 )與圓錐探頭(5 )之間設有孔壓過濾環(huán)(6 )。
2.根據(jù)權利要求I所述的定量評價土體孔隙率改變的 電阻率探測器，其特征在于孔壓過濾環(huán)(6)厚度為5mm,側壁摩擦筒(3)表面積150cm2。
3.根據(jù)權利要求I所述的定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器，其特征在于圓錐探頭(5)的錐角為60°，錐底截面積為IOcm2，不等端面積比為O. 8。
4.根據(jù)權利要求I所述的定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器，其特征在于不銹鋼環(huán)形電極(2)的數(shù)量為4個,厚度為1.5mm,寬度為5mm,排列間距均為IOmm,分布于探頭的總長度為50mm。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種可連續(xù)定量評價土體孔隙率改變的電阻率探測器，該探測器探頭的的上半部采用絕緣PVC材料(1)與不銹鋼環(huán)形電極(2)組成電阻傳感器；在結構上該探頭的上半部自上往下順序相間排列設有絕緣PVC材料(1)和不銹鋼環(huán)形電極(2)；探頭的下半部設有側壁摩擦筒(3)，側壁摩擦筒(3)中間設有孔隙水壓力傳感器(4)，在側壁摩擦筒(3)的下方連接有圓錐探頭(5)，在側壁摩擦筒(3)與圓錐探頭(5)之間設有孔壓過濾環(huán)(6)。該探測器具有原位、快速、準確、經濟等特點，為模型試驗土體擾動評估、土木工程地基處理實踐提供有力的檢測工具。
文檔編號E02D1/00GK102953363SQ20121045722
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權日2012年11月14日
發(fā)明者蔡國軍, 劉松玉, 張濤, 鄒海峰 申請人:東南大學