张力计是一种直接测量土中基质吸力的常用传感器,普通张力计由于其内部水体易发生汽化的原因而只能测量100 kPa以内的吸力。目前,高量程张力计由于复杂的饱和过程以及因饱和不充分而导致的一系列诸如反应不灵敏、持时短、稳定性差等原因,使其应用范围受到限制,并且其使用成本普遍较高,在国(境)内尤其如此。因此,研制性能良好的低成本高量程张力计对于非饱和土工程问题的解决有重要意义。在本研究中,利用国产通用型压力传感器和高进气值(5 Bar)陶土板研制了一种成本低廉(材料成本低于2000元)的高量程张力计,降低了高量程张力计在大陆地区的使用成本,弥补了国产高量程张力计不足的现状。张力计本身的设计以及特定的饱和过程保证了该张力计能够测量高于100 kPa的基质吸力。通过自由蒸发试验和压实土样吸力测量试验对所研制的高量程张力计的性能进行了测试,结果显示此张力计反应灵敏、高吸力持时长、稳定性较好,达到了国外同类传感器的性能水平。另外,本研究发现:当所测吸力超过张力计陶土板进气值后,通过在尽可能短的时间内将张力计浸入无气水中较长时间的方法可以使张力计测量吸力的性能重新得到恢复。使用此种方法可以大大缩短张力计所测吸力超过陶土板进气值后再次饱和的时间。张力计经过测试后,将其应用于土水特征曲线测量试验、边坡模型试验和室外吸力监测中。在土水特征曲线测量试验中张力计测出了与压力板仪基本一致的曲线。此张力计在室外土层中保持了约25天时间的吸力测量而没有发生汽化,期间经历了降雨及高温等天气变化因素的影响,张力计都测得了相对应的吸力变化。以上应用进一步拓展了高量程张力计的使用范围,并积累了使用经验。