一体式三维应力测试装置的制作方法

本实用新型属于常规土压力测试技术领域，特别是涉及一种一体式三维应力测试装置。

背景技术：

土体应力是岩土工程中对土体研究一个重要的数值参数。现有的一维土压力盒的精确性远远不能满足科研和工程的需要。

1.现有的三维土压力盒采用热熔胶连接基座与土压力盒，电阻应变式土压力盒在高温下可能产生较大的误差，影响测试效果。胶装时存在热熔胶在各处涂抹的不均匀的情况，导致土压力盒测量面角度与设定角度不符，降低测试装置的测量精度。

现有三维土压力盒体积偏大，各个土压力盒的三维空间相差较远，会造成较大的系统误差，测量精准度低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基座与土压力盒一体式的三维应力测试装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种一体式三维土压力测试装置，包括基座、土压力盒、数据导线，所述基座为杆件框架形成的十二面体，其中：顶面为数据导线汇总出口且与底面底座平行，顶面与底面之间围成上、下十个侧面，所述侧面的围成杆件上设有凹槽镶嵌土压力盒或填充板。

所述凹槽宽度2mm，深度2mm，长度与土压力盒相适配。

所述十个侧面的横切面、顶面、底面的横切面均为正边五边形，且三个正边五角形形心在一条直线上，该直线平行于y轴。顶面带有平面坐标轴。

所述镶嵌土压力盒为7个，其余为填充板。

本实用新型的有益效果是：框架式优化结构，在三维空间内采集应力，提高了测试数据的精准度，并且大幅度降低了基座的耗材，减少成本，有利于更好地开拓市场；采用杆件构成的框架式结构基座，减少了土压力盒的体积，配套土压力盒全面覆盖基座的一整面，受力更均匀合理，基座与土压力盒接触处完全贴合，使各个面上的压力测试点空间距离上有很大的缩短，这不仅能降低造价，更能保证数据的精确性；凹槽镶嵌让基座对土压力盒的六个面均有限制，使得土压力盒与基座之间几乎不能产生相对位移和发生角度转动，避免了土压力盒脱离基座造成装置失效，广泛用于实际工程。

附图说明

图1为本实用新型一体式三维土压力盒工作状态示意图；

图2为本实用新型的十二面体基座结构示意图；

图3为本实用新型的十二面体基座俯视示意图；

图4为本实用新型的十二面体基座左视示意图；

图5为本实用新型的结构示意图。

图中：

1.十二面体基座2.凹槽3.数据导线汇总出口

4.数据导线5.配套土压力盒6.填充板

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

本实用新型的设计的理论基础是三维空间的一点应力状态包括三个正应力三个切应力，所以测试空间一点应力状态的设备构件是至少具有六个面的几何体。

如图1至图5所示，一种基于新型十二面体框架式基座1的一体式三维应力测试装置，包括一个新型十二面体框架式基座1、七个配套土压力盒5、三块填充板6和若干数据导线4。七个配套土压力盒5镶嵌在七个相互不共面的基面里，数据导线4从顶面数据导线汇总出口3导出，侧面剩余三个面镶嵌填充板6。填充板6是与土压力盒形状一样的六面体，填充板6将镶嵌在没有镶嵌配套土压力盒5的面里。各个框架杆件上的凹槽2宽度为2mm、厚度2mm。侧面与z轴的夹角为56度。在各个边框上剖出宽度为2mm、厚度为2mm和长度是与配套土压力盒5一致的凹槽2。选择七个相互独立的侧面每个面配置一个配套土压力盒5，数据导线从顶面数据导线汇总出口3导出，剩下的三个侧面装配形状与配套土压力盒5相同的填充板6。

技术特征：

1.一种一体式三维应力测试装置，包括基座(1)、土压力盒(5)、数据导线(4)，其特征是：所述基座(1)为杆件框架形成的十二面体，其中：顶面为数据导线汇总出口(3)且与底面底座平行，顶面与底面之间围成上、下十个侧面，所述侧面的围成杆件上设有凹槽(2)镶嵌土压力盒(5)或填充板(6)。

2.根据权利要求1所述的一种一体式三维应力测试装置，其特征是：所述凹槽(2)宽度2mm，深度2mm，长度与土压力盒相适配。

3.根据权利要求1所述的一种一体式三维应力测试装置，其特征是：所述十个侧面的横切面、顶面、底面的横切面均为正边五边形，且三个正边五角形形心在一条直线上，该直线平行于y轴，顶面带有平面坐标轴。

4.根据权利要求1所述的一种一体式三维应力测试装置，其特征是：所述镶嵌土压力盒(5)为7个，其余为填充板(6)。

技术总结
本实用新型提供一种一体式三维应力测试装置，包括基座、土压力盒、数据导线，基座为杆件框架形成的十二面体，其中：顶面为数据导线汇总出口且与底面底座平行，顶面与底面之间围成上、下十个侧面，所述侧面的围成杆件上设有凹槽镶嵌土压力盒或填充板。本实用新型的有益效果：提高了测量精度；降低了料用量，节约成本；便于操作，易于测量。

技术研发人员：李顺群;吴琼;张翻;侯英剑;柴寿喜;李丽君
受保护的技术使用者：天津城建大学
技术研发日：2019.12.06
技术公布日：2020.08.14