原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头制造技术

本实用新型专利技术提供一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头，该探头的一端是螺纹头，另一端为圆锥形，其中部为带有压力保护槽的圆柱形；探头的中心盲孔中充满传导液，压力传感器密封设置在中心盲孔内的传导液中；探头中部圆柱体外壁上设置有凹陷处，与探头的圆柱外缘尺寸一致的隔离传导薄片封闭该凹陷处，被隔离传导薄片封闭的凹陷处内有连通探头中心盲孔的传导液。本实用新型专利技术的有益效果是：本探头采用圆柱形结构，整个结构紧凑，应用激光焊接机将隔离传导薄片焊接在探头的圆柱体上，焊接牢固、热变形小、弹性及传导信号失真小。外部整体形成密封结构，使用可靠性更高。能适用于恶劣环境下的地质探测。不但可以适用于软土、饱和一般黏性土、粉细砂及于硬土层。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头
本技术涉及岩土工程勘察测量饱和细粒土水平应力的仪器，特别涉及的是一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头。
技术介绍
目前，对地层的静止侧压力系数、固结系数等参数的测定一般都是通过钻探取样、室内试验完成的。完成测量要经钻探取样、运输、试样制备、以及试验等一系列过程，测量过程不可避免的会引起土样的扰动，这必然影响试验结果的准确性。同时该方法耗时长，费用高。在日本，通常通过应力铲作探头来原位测定这些参数的，该应力铲高215mm，宽98mm、厚5mm。但是由于该应力铲铲头的刚度较小，只适用于锥尖阻力小于0.6MPa的软土；也有的单位在已有应力铲的基础上，将应力铲的厚度增加到8mm，但也只适用锥尖阻力小于0.8MPa的软土。另外，还有的是使用孔压探头来测试土层固结系数，孔压探头为圆锥形结构。它是通过测量地层中孔隙水压力的消散来估算地层的固结系数。但是孔压探头存在操作复杂的缺点，即测试前需保持探头在真空状态，同时它也不能直接测试土层的静止侧压力系数。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术的不足，提供一种在大气环境中对于软土、饱和一般黏性土或粉细砂原位准确探测水平应力，为直接计算固结系数、静止侧压力系数提供方便的一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头。解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头，该探头的一端是与外接螺旋压杆连接的螺纹头，该探头的另一端为圆锥形，其中部为带有压力保护槽的圆柱形；探头的中心盲孔中充满传导液，压力传感器密封设置在中心盲孔内的传导液中；探头中部圆柱体外壁上设置有凹陷处，与探头的圆柱外缘尺寸一致的隔离传导薄片封闭该凹陷处，被隔离传导薄片封闭的凹陷处内有连通探头中心盲孔的传导液。-->所述探头的中心盲孔内的传导液与隔离传导薄片封闭内腔的传导液之间通过管道连通。所述压力传感器的电缆接线从探头的中心盲孔引出后连接在探头(8)外部的压力接收转换器上。所述隔离传导薄片固定在探头的圆柱外缘上，其厚度为：0.1mm-0.2mm。所述探头的中心盲孔用密封装置密封。所述密封装置是密封垫。本技术的有益效果是：本探头采用圆柱形结构，整个结构紧凑，应用激光焊接机将隔离传导薄片焊接在探头的圆柱体上，使其达到焊接牢固、热变形小、弹性及传导信号失真小的目的。外部整体形成密封结构，使用可靠性更高。材质采用热稳定、超硬沉淀型合金钢。更能适用于恶劣环境下的地质探测。不但可以适用于软土、饱和一般黏性土、粉细砂及于硬土层。本技术克服了已有技术应力铲刚度小的缺点，也克服了孔压探头只是测量孔隙水压力且操作复杂的缺点。附图说明图1是本技术局部剖结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施例进一步详述：图1是本技术局部剖结构示意图。如图1所示，本技术提供一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头8，该探头8的一端是与外接螺旋压杆连接的螺纹头，探头8的另一端为圆锥形，采用圆锥形结构的目的是便于探头8压入土层。上述探头8的中部为圆柱形，在圆柱形外部设置有一定宽度的凹槽，即称之为压力保护槽6，当探头8压入土层会受到一定阻力，压力保护槽6将分解该阻力，减轻探头8圆柱形外壁上承受的力。上述探头8的中心设置有中心盲孔10，在中心盲孔10底部有大于中心盲孔10的内腔5，中心盲孔10和内腔5中充满传导液4，压力传感器2密封设置在中心盲孔10内的传导液4中，中心盲孔10上端口设置有密封装置9，该密封装置9采用密封垫进行封闭；或者密封装置9采用密封垫盖，无论采用那种结构必须留有压力传感器2的引线出口。-->上述探头8中部圆柱体外壁上设置有凹陷处11，与探头8的圆柱外缘尺寸一致的隔离传导薄片3封闭该凹陷处11，被隔离传导薄片3封闭的凹陷处11内有连通探头8中心盲孔10的传导液4。所述探头8的中心盲孔10和内腔5中的传导液4与隔离传导薄片3封闭内腔的传导液4之间通过管道12连通。所述压力传感器2的电缆接线1从探头8的中心盲孔10引出后连接在探头8外部的已有技术的压力接收转换器7上，该压力接收转换器7是将压力传感器2通过隔离传导薄片3、传导液4感应到土层压力信号转换成电压信号的装置。所述隔离传导薄片3采用耐热稳定、超硬沉淀型合金钢材焊接固定在探头8的圆柱外缘上，其厚度为：0.1mm-0.2mm。选用超硬及薄的钢材能更好的反映土层压力。所述探头8的中心盲孔用密封装置9密封，该密封装置9是密封垫或者密封盖。下面，对本技术的使用过程进行说明。首先，将本技术探头8的圆锥形端接触被测的土层，探头8的螺纹头端连接外接螺旋压杆，通过外接螺旋压杆将探头8垂直压入地下时，探头周围的饱和土层将对探头产生压力，该压力通过隔离传导薄片3，经密封导流的传导液4，作用于压力传感器2上，使压力传感器2上的硅电阻发生变化，经过压力接收转换器7，该压力接收转换器7是将压力传感器2通过隔离传导薄片3、传导液4感应到土层压力信号转换成电信号。经过转换后获取饱和土层深度处的水平应力R与时间t关系的曲线；再用三点计算法就能在原位实时测量到饱和细粒土水平应力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头，该探头（８）的一端是与外接螺旋压杆连接的螺纹头，其特征在于：该探头（８）的另一端为圆锥形，其中部为带有压力保护槽（６）的圆柱形；探头（８）的中心盲孔（１０）中充满传导液（４），压力传感器（２）密封设置在中心盲孔（１０）内的传导液（４）中；探头（８）中部圆柱体外壁上设置有凹陷处（１１），与探头（８）的圆柱外缘尺寸一致的隔离传导薄片（３）封闭该凹陷处（１１），被隔离传导薄片（３）封闭的凹陷处（１１）内有连通探头（８）中心盲孔（１０）的传导液（４）。

【技术特征摘要】
1.一种原位实时测量饱和细粒土水平应力的探头，该探头(8)的一端是与外接螺旋压杆连接的螺纹头，其特征在于：该探头(8)的另一端为圆锥形，其中部为带有压力保护槽(6)的圆柱形；探头(8)的中心盲孔(10)中充满传导液(4)，压力传感器(2)密封设置在中心盲孔(10)内的传导液(4)中；探头(8)中部圆柱体外壁上设置有凹陷处(11)，与探头(8)的圆柱外缘尺寸一致的隔离传导薄片(3)封闭该凹陷处(11)，被隔离传导薄片(3)封闭的凹陷处(11)内有连通探头(8)中心盲孔(10)的传导液(4)。2.根据权利要求1中所述的探头，其特征在于：所述探头(8)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆文，李刚，刘克玲，许再良，
申请(专利权)人：铁道第三勘察设计院，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]