[发明专利]土压力盒

说明书

本发明涉及岩土工程检测领域，具体涉及一种土压力盒，包括外壳，该外壳上端设置有可上下活动的活动部，活动部下端设置连接杆，该连接杆上端与活动部一侧连接，该连接杆下端连接条形薄片；条形薄片横向布置，该条形薄片两端均设置支座；条形薄片上设置应变片，该应变片用于获取条形薄片的应变信息。采用本土压力盒，通过活动部将装置所受的分布土压力转换为等价且同受力方向的集中力，通过连接杆将等价集中力传递至条形薄片，以条形薄片受等价集中力的过程模拟简支梁在集中荷载作用下产生应变的过程，可放大条形薄片的应变，提高装置的灵敏度与准确性。

技术领域

本发明涉及岩土工程检测领域，具体涉及一种土压力盒。

背景技术

土压力盒作为一种测量土压力的传感器，主要有三大类：电阻应变式、振弦式、光纤光栅式。其中电阻应变式土压力盒具有高灵敏度、结构简单、体积小等优点，适合于小比例的模型试验或室内模型试验；振弦式土压力盒抗干扰能力强、稳定性好，适合于基坑、隧道及坝体等地下结构工程的测量；光纤光栅土压力盒具有较强的抗电磁干扰能力、精度较高，常应用于大型地质工程中。

常规的电阻应变式土压力盒利用粘贴于土压力盒中的电阻应变片作为敏感元件，内部安装有受力膜，电阻应变片随受力膜产生变形，利用电阻应变组成的电桥输出电压，通过测量电压的变化由标定曲线确定受力膜所受所到的压力作用大小。中国专利CN106197780A新型电阻应变式土压力盒传感器，将所测位置的水土压力通过一块圆形橡胶块直接传递给土压力受力膜，使受力膜实现较小的半径局部区域内受力，使受力膜变形量加大，从而实现传感器的输出灵敏度提高的目的，该专利利用电桥原理，使敏感栅组成全桥电路，成倍提高电桥的输出电压，同时将土压力盒受力膜的全平面均布面荷载转换成局部面荷载，且作用于受力膜的中心区域内，可进一步提高受力膜的变形量，用以提高土压力传感器的输出量，但由于其局部面荷载的受力面积仍然相对较大，在测量灵敏度和测量精度上仍有不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量灵敏度更好的土压力盒和一种用于工程中测量土压力的方法。

本发明采用的技术方案是，一种土压力盒，包括外壳，该外壳上端设置有可上下活动的活动部，所述活动部下端设置有位于外壳内腔中的连接杆，该连接杆上端与活动部位于外壳内腔的一侧连接，该连接杆下端连接有条形薄片；所述条形薄片横向布置，该条形薄片两端均通过设置的支座支撑于外壳内腔底部上；所述条形薄片上设置有应变片，该应变片用于获取所述条形薄片的应变信息，用于活动部受压时通过连接杆端头将压力传递给条形薄片使应变片获取应变信息。

通过采用本土压力盒，将活动部所承受的压力通过连接杆传递至条形薄片上，使得活动部所受各类分布的水土压力转换为一集中力，使得条形薄片的受力形式更加清晰、简单，即通过活动部将分布荷载进行集中，转换为等价的受力方向相同的集中力，并通过上端条形的薄片与连接杆的配合使用，组建成近似的简支梁受集中力的受力模型，更大程度上放大受荷条形薄片变形，提高装置的灵敏度与准确度。

这里采用了条形薄片，使装置对从连接杆传递的力的感知更为灵敏。条形薄片可以是厚度较薄的铜条。连接杆可以采用轻质的金属圆柱杆。

进一步地是，所述连接杆竖向布置，该连接杆上端与活动部的下端中心连接，该连接杆的下端与条形薄片的上端中心连接。

进一步地是，所述应变片设置于条形薄片中心位置，所述应变片与所述连接杆上下对应，以使应变片能更为灵敏的获取应变信息。即这样上下对应的方式，使活动部的应变感应较为灵敏的传递给连接杆，通过连接杆集中到条形薄片上。

进一步地是，所述活动部下端中心位置设置有螺套，所述连接杆的上端与该螺套螺纹连接，所条形薄片上端中心位置设置有螺纹孔，该螺纹孔用于连接杆下端伸入并与该螺纹孔螺纹连接固定。

上述采用螺套、螺纹进行连接，使活动部、连接杆和条形薄片三部分可较为容易的进行组装和更换。