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原文传递超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力测量装置及方法

专利名称：	超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力测量装置及方法
摘要：	本发明公开了一种用于测量超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力的装置及方法，测量盘卡槽为“桶”形结构且内壁上有一圈环形凸起和至少三个沿圆周方向均匀分布的第一“球”形凸起；所述测量盘为“凸”形结构，侧壁与测量盘卡槽的第一“球”形凸起接触，接触力指向测量盘质心方向；所述传感器支架至少三个且沿测量盘的轴线均匀分布，传感器支架为“门”式结构，传感器支架的上部具有第二“球”形凸起，测量盘的底面支撑在第二“球”形凸起上，传感器支架的下部固定于底座上，传感器贴附在第二“球”形凸起的正下表面。该装置突破难于测量剪应力的现状，可在超重力试验舱内同时监测土体剪应力及压应力的变化情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	赵闯;边学成;赵宇;陈云敏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910218841.2
公开号：	CN109972671A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	邱启旺
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种用于测量超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力的装置，其特征在于，包括测量盘卡槽、测量盘、传感器、传感器支架、底座等；所述测量盘卡槽为“桶”形结构且内壁上有一圈环形凸起和至少三个沿圆周方向均匀分布的第一“球”形凸起；所述测量盘为“凸”形结构，侧壁与测量盘卡槽的第一“球”形凸起接触，接触力指向测量盘质心方向；所述传感器支架至少三个且沿测量盘的轴线均匀分布，传感器支架为“门”式结构，传感器支架的上部具有第二“球”形凸起，测量盘的底面支撑在第二“球”形凸起上，传感器支架的下部固定于底座上，传感器贴附在第二“球”形凸起的正下表面。 2.根据权利要求1所述的一种用于测量超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力的装置，其特征在于，所述第一“球”形凸起的数量优选四个，传感器支架的数量优选四个。 3.根据权利要求1所述的一种用于测量超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力的装置，其特征在于，使用锯齿状特氟龙密封圈将测量盘卡槽与测量盘间环形空隙密封。 4.根据权利要求1所述的一种用于测量超重力场实验舱土体静动态剪应力及压应力的装置，其特征在于，所述测量盘卡槽通过螺丝固定于底座上，使用螺丝孔顶盖将螺丝孔密封。 5.一种测量超重力实验舱土体静动态剪应力及压应力的方法，其特征在于，该方法在权利要求2所述的装置中实现，具体包括如下步骤： (1)将所述的装置放置于待测量的土体内，若测量盘上表面所受均匀压应力和剪应力分别为和则测量盘上表面所受压力和剪力分别为和其中A为测量盘上表面面积； (2)第i个传感器获得压力为的方向垂直于测量盘的上表面，根据牛顿第一定律，在垂直于测量盘上表面的方向上， (3)沿测量盘上表面方向的剪应力由测量盘卡槽内壁四个第一“球”形凸起与测量盘的接触力平衡，平衡力指向测量盘质心； (4)因仅有剪应力及传感器支架给予的竖向支撑荷载使得测量盘发生旋转，根据牛顿第一定律，其中，h为测量盘质心至测量盘上表面竖向距离，L为单个传感器支架中轴线与测量盘质心在水平方向上的间距； (5)剪应力为：压应力为：
所属类别：	发明专利