电阻率扁铲侧胀探头的制作方法

本实用新型涉及一种扁铲侧胀仪，属于岩土工程领域中一种能够连续地测试土体原位电阻率的扁铲侧胀试验装置，具体涉及为一种电阻率扁铲侧胀探头。

背景技术：

扁铲侧胀试验是指利用静力装置将一铲形探头压入试验土层，加压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行测试，是一种先进的原位测试技术，适用于一般黏性土、粉土、松散～中密砂土等，可用于判定土层类别与状态，确定土的杨氏模量、静止土压力系数、基床系数、固结系数等物理力学指标。国际上自1980年开始在岩土工程勘察中广泛应用扁铲侧胀试验，我国于1998年才开始引进和使用这项技术，南光地质仪器厂根据DMT试验的原理，试制成功国产的DMT-W1 型扁铲侧胀仪，实现了扁铲侧胀试验的基本功能。

土的电阻率是表征土体导电性的基本参数，是土的固有物理性指标，取决于土的孔隙率、孔隙形状、孔隙水电阻率、饱和度、含水量、固体颗粒成分等。在岩土工程勘察及环境岩土工程领域，土层的电阻率参数是一项重要物理指标。目前扁铲侧胀试验在国内岩土工程勘察及环境岩土工程领域中得到广泛应用，但都不具备测试土层电阻率的功能，使其应用范围受到一定局限。因此，发明一种具有同步测试土体电阻率的扁铲侧胀仪，可丰富其应用功能，扩展其使用范围，提高勘察效率，节约试验成本。

技术实现要素：

针对目前扁铲侧胀仪不具备同步测试土体电阻率的问题，本发明提供一种用于同步测试土层电阻率的扁铲侧胀探头。本发明在扁铲侧胀探头上部安装电阻率测试系统，电阻率测试系统设计成独立模块，不改变仪器的原有结构与功能，实现了扁铲侧胀试验同步测试土层电阻率的功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了这样一种电阻率扁铲侧胀探头，其包括扁铲测头和探杆，所述探杆上设置有绝缘层；所述绝缘层上沿轴向同轴间隔布置有两个环状电极；每个所述环状电极通过一根导线与接收仪表的输入端电连接。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述绝缘层套装于所述探杆上。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述探杆的中央轴向通孔的一端设置有内螺纹；所述扁铲测头的端部设置有内螺纹；所述探杆和所述扁铲测头通过双头螺纹基座连接；所述绝缘层套装于所述双头螺纹基座上。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述双头螺纹基座上设置有用于安装所述绝缘层的环状凹槽或者限位台；所述双头螺纹基座上设置有通往所述探杆的中央轴向通孔的圆孔。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述绝缘层为环状塑料绝缘体；所述绝缘层上沿轴向等间距设置有两个用于安装所述环状电极的环状凹槽；所述每个环状凹槽底部均设置有用于安装导线的通孔，所述通孔从所述环状凹槽的底部通往所述探杆的中央轴向通孔。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述探杆上设置有用于限位所述绝缘层的上限位台和下限位台；所述绝缘层安装于所述上限位台和所述下限位台之间且与所述探杆同轴布置。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述电极为铜质环形电极。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述绝缘层位于所述探杆的靠近所述扁铲测头的一端

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述接收仪表内设置有用于处理计算两个所述电极之间电压信号的单片机。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述接收仪表内设置有用于对所述电极提供恒定电流的电源。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、制造使用方便、实现了扁铲侧胀试验同步测试土层电阻率的功能、扩展了仪器的性能与应用范围，节约试验成本，提高了勘察工作效率，具有较强的实用性。本实用新型通过在现有技术中扁铲侧胀仪的探杆上设置带有绝缘层的双环状电极，并通过工作测试时接收仪表获取的双环状电极压降信号直接同步计算出测试土体电阻率，从而解决了目前扁铲侧胀仪不具备同步测试土体电阻率的功能的技术问题。本实用新型在扁铲侧胀探头上部安装电阻率测试系统；同时，本实用新型还通过在探杆上加工限位台方便了绝缘层的安装，通过对绝缘层上加工环状凹槽实现了环状电极的快速安装，从而缩短了本实用新型的装配工时，而第二种实施方案通过双头螺纹基座的设置，方便了电阻率扁铲侧胀仪的快速加工装配，同时便于根据不同土层电阻率的需要快速更换环状电极；通过导线将双环状电极与接收仪表连接，使得接收仪表可以对双环状电极提供恒定电流的同时能够直接计算出土层电阻率，从而极大地缩短了扁铲侧胀试验的工时。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的绝缘层结构示意图；

图3是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的绝缘层结构主视图；

图4是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的绝缘层结构左视图；

图5是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的绝缘层与环状电极安装结构示意图；

图6是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的绝缘层与环状电极安装结构剖视图；

图7是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的绝缘层与双头螺纹基座安装结构剖视图

图8是本实用新型实施例一种电阻率扁铲侧胀探头的双头螺纹基座结构示意图；

图中：1-环状电极，2-绝缘层，3-内部电路系统，4-接收仪表， 5-探杆，6-扁铲测头，7-双头螺纹基座，2a-环状凹槽， 2b-通孔，5a-上限为台，5b-下限位台。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本发明一种电阻率扁铲侧胀探头，其包括扁铲测头6和探杆5，探杆5上套装有绝缘层2，绝缘层2位于探杆5的靠近扁铲测头6的一端；绝缘层2上同轴间隔布置有两个环状电极1；每个环状电极1 通过单独一根导线3与接收仪表4的输入端电连接形成一个闭合电路；绝缘层2为环状塑料绝缘体；绝缘层2上等间距设置有两个用于安装环状电极1的环状凹槽2a；每个环状凹槽2a均设置有用于安装导线3的通孔2b,通孔2b从环状凹槽2a的底部通往探杆5的中央轴向通孔；探杆5上设置有用于限位绝缘层2的上限位台5a和下限位台5b；绝缘层2安装于上限位台5a和下限位台5b之间且与探杆5同轴布置；环状电极1为铜质环形环状电极；接收仪表4内设置有用于处理计算两个环状电极1之间电压信号的单片机；接收仪表4内设置有用于对环状电极1提供恒定电流的电源。需要指出，本实用新型中的探杆5 为现有技术中扁铲侧胀仪的中空探杆。在本实用新型的另外一种是实施例中，为了方便本实用新型的扁铲侧胀仪根据不同土层的需要快速的更换环状电极1，本实用新型单独设计了一个双头螺纹基座7，同时探杆5的中央轴向通孔的一端设置有内螺纹，扁铲测头6的端部设置有内螺纹；探杆5和扁铲测头6通过双头螺纹基座7连接；绝缘层 2套装于双头螺纹基座7上；双头螺纹基座7上设置有用于安装绝缘层2的环状凹槽或者限位台；双头螺纹基座7上设置有通往探杆5的中央轴向通孔的圆孔。

使用本实用新型时，将电阻率扁铲侧胀探头插入待测试的土层内，待本实用新型中的双环状电极插入土层中一定深度后，开启接收仪表 4为双环状电极提供恒定电源，同时由于双环状电极1与接收仪表4 形成串联的闭合回路，从而可以利用接收仪表4同步、连续地测量两个环状电极间的电压，然后通过接收仪表4内的单片机，对两个环状电极间的电压信号进行接收、采集和计算，最后显示土层的电阻率值；测试原理为土层电阻率是通过测试恒定电流下两环状电极间的电压降ΔV，并根据欧姆定律计算出土层电阻R的大小得出的。土层竖向电阻率ρ可表示为：

式中：

ρ——土层电阻率

R——土层电阻；

S——环状电极面积；

L——环状电极间距；

ΔV——两环状电极间电压降；

I——电流强度。

作为本实用新型的另外一种实施例，本实用新型的绝缘层可以作为一个独立的模块，为圆柱形，安装在扁铲侧胀探头的顶部、然后再与探杆相连

应当理解的是，以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。