一种新型动力侧限压缩试验装置制造方法及图纸

技术编号:15290449 阅读:204 留言:0更新日期:2017-05-10 18:47
本发明专利技术提供一种新型动力侧限压缩试验装置,包括压缩仪和用于监测试样位置变化的位移测量模块,其特征在于:还包括竖向载荷加载模块、水位波动模块、干湿循环模块和试样变形监测模块;所述竖向载荷加载模块设置在压缩仪顶部,用于为试样提供竖向荷载;所述水位波动模块连接在压缩仪一侧,用于模拟潮汐荷载;所述干湿循环模块与压缩仪底部连接,用于模拟降雨和蒸发;所述试样变形监测模块设置在压缩仪侧边,用于观测并记录试样在实验过程中的变形。本发明专利技术在侧限压缩试验中,可对试样进行多种动力加载,并模拟工程实际中的复杂状况,能更真实的反应土体受力状态,可测定土体在外部荷载作用下的压缩特性变化。

A new dynamic lateral compression test device

The present invention provides a novel dynamic unconfined compression test device, including compression apparatus for measuring the displacement and change of the sample position monitoring module, which comprises the vertical loading module, module of water level fluctuation and dry wet cycle module and deformation monitoring module; the vertical load module is arranged in the top compression apparatus for. Provide for vertical load samples; the water level fluctuation module is connected in the compression apparatus side, used to simulate the tidal load; the dry wet cycle module is connected with the bottom compression apparatus, used to simulate rainfall and evaporation; the deformation monitoring module is arranged in the compression apparatus side for deformation observation and record the sample in the experimental process. The present invention in the unconfined compression test, for a variety of dynamic loading on the specimen, and simulate the complex situation in the engineering practice, can reflect the real stress state of the soil, the soil can be determined under exterior load compression characteristics.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程领域,具体涉及一种新型动力侧限压缩试验装置
技术介绍
侧限压缩试验是土工试验中的常见内容,通过侧限压缩试验,测量土体的压缩性,用于分析建筑物地基沉降、路基沉降等。侧限压缩试验其常规做法是在一固定体积的钢性容器盛装土体,土体上部覆盖钢性压力板,通过砝码、杠杆组成的力臂放大结构,对土体上的压力板施加静止的压力,并通过百分表等量测设备分析其土体的压缩变形量,其具有结构简单的特点。但众所周知,真实环境中,土体上部的荷载并非一直属于静荷载,例如实际工程建设过程中,建筑物的修建中施工荷载、土体开挖导致的加卸荷载、机器振动,地基加固中的冲击碾压、路基上部的车辆移动交通荷载,储油罐液位反复升降,这些均属于动力荷载,这些地方的地基所受荷载均是动力荷载,现有常规土工试验装置无法完成动力加载,不能模拟工程实际中的动力复杂状况。此外,环境荷载,例如临海和沿海区域,由于潮汐作用,水位的波动也会导致地基发生沉降,可见环境水动力对地基的作用也需进行考虑;同时在一些降雨和蒸发频繁的地区,由于干湿循环对于土体自身性质的改变,也会导致地基的沉降变形,可见这些环境荷载下的地基沉降变形也是十分重要的岩土工程问题,现有的侧限压缩装置不具备进行环境荷载作用下的侧限压缩试验功能。同时多数侧限压缩装置,多采用机械传力结构,通过杠杆、砝码的作用施加荷载,由于砝码自身较为笨重,且加卸存在时差不准、杠杆自身摆动等问题在操作上也较为不便,本专利技术装置提供了一种能够对侧限压缩盒体施加复杂的动力荷载的侧限压缩装置,并且采用气动作为压力源,具有调压简单快捷,采集时效性高的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了在侧限压缩试验中,进行多种动力加载,并模拟工程实际中的复杂状况,提供一种更能真实反应土体受力状态,可测定土体在外部荷载作用下其压缩特性变化的可加载的压缩装置。针对现有技术存在的问题,本专利技术为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下:一种新型动力侧限压缩试验装置,包括压缩仪和用于监测试样位置变化的位移测量模块,其特征在于:还包括竖向载荷加载模块、水位波动模块、干湿循环模块和试样变形监测模块;所述的压缩仪包括圆柱形的试验盒和用于固定试验盒和竖向载荷加载模块的支架,试验盒内从上到下依次设有加载盖、顶部透水石、试样和底部透水石,所述的试验盒为带有筒底的透明圆筒,试验盒底部设有连通筒体内外的进水口;所述竖向载荷加载模块设置在压缩仪顶部,用于为试样提供竖向荷载;所述水位波动模块连接在压缩仪一侧,用于模拟潮汐荷载;所述干湿循环模块与压缩仪底部连接,用于模拟降雨和蒸发;所述试样变形监测模块设置在压缩仪侧边,用于观测并记录试样在实验过程中的变形。所述竖向载荷加载模块的载荷为冲击动荷载、恒静压荷载或者循环静荷载。现有的压缩仪只能测定静压荷载下的土体压缩性能,而无法测定冲击动荷载和循环静荷载下的土体压缩性能,实际工程中,土体所受的荷载复杂多变,和现有的压缩仪测量结果存在一定差别;本专利技术可测定土体在冲击动荷载、恒静压荷载或者循环静荷载下的压缩性能,所得结果更接近实际工程。所述竖向载荷加载模块的载荷为冲击动荷载时的具体结构为:包括依次电路连接的直流电源、时间继电器和电磁阀依次电路连接;还包括依次气路连通的空气压缩机、气压调压阀、气缸开关和气缸,所述电磁阀安装在气缸开关上,用于控制气缸开关,所述气缸与压缩仪顶部连接。实际工程中土体经常受到竖向的冲击动荷载,如夯击过程等,此时土体的压缩性能与静压时存在差距,而现有的压缩仪无法对这一条件下的土体压缩性能进行测定;为解决这一问题,本专利技术可对土体施加竖向冲击动荷载,并且测定其压缩性能,结果更接近实际工程。所述竖向载荷加载模块的载荷为恒静压荷载时的具体结构为:包括依次气路连通的空气压缩机、气压调压阀、气缸开关和气缸,所述气缸开关上设置有控制气缸开关的电磁阀,所述气缸与压缩仪顶部连接。现有的压缩仪采用砝码的加减来改变荷载大小,加载级数有限,操作费时费力,并且由于砝码的长期使用容易造成较大的误差;本专利技术采用气动加载,由调压阀调节荷载大小,操作简便,加载更准确。所述竖向载荷加载模块的载荷为循环静荷载时的具体结构为:包括依次电路连接的直流电源、电气比例阀和函数信号发生器;还包括依次气路连通的空气压缩机、气压调压阀、电气比例阀和气缸,所述气缸与压缩仪顶部连接。实际工程中土体经常受到循环静荷载,如来回碾压过程等,此时土体的压缩性能和静载时存在差别,而现有的压缩仪无法对这一条件下的压缩性能进行测定;为解决这一问题,本专利技术可对土体施加循环静荷载,并且测定其压缩性能,结果更接近实际工程。所述水位波动模块包括水箱,所述水箱底部连接有平板状的升降台,所述升降台底部连接有电动推杆,所述电动推杆由驱动器驱动,并由控制器控制,所述水箱为圆筒状结构,水箱侧壁从上至下依次设置有水箱进水口、水箱溢水口和水箱出水口,所述水箱出水口与压缩仪的进水口连接。现有的压缩仪仅能从上部加水,无法控制土体的水位变化,而现实工程中,土体中的水位经常发生变化;为解决这一问题,本专利技术通过水位波动模块实现对土体内水位变化进行控制,更接近实际工程中土体的环境变化。所述干湿循环模块包括PID温控系统和三通阀门,所述三通阀门一端用于连接压缩仪的进水口,一端与PID温控系统连接,另一端用于连接水位波动模块的水箱出水口。实际工程中土体经常受到雨淋和日嗮,土体经历了干湿的循环变化,此时土体的压缩性能可能会发生变化,而现有的压缩仪无法对这一条件下的压缩性能进行测定;为解决这一问题,本专利技术可对土体施加干湿循环,用来模拟降雨和蒸发导致的土体含水量变化,并且测定其压缩性能的变化,结果更接近实际工程。所述试样变形监测模块包括高清摄像头和一对呈一定角度连接的平面镜,所述高清摄像头和平面镜相对布置,设置在压缩仪两侧。现有压缩仪无法监测试验过程中土体的变形,本专利技术能实时监测试验过程中的土体的形变,为不同的环境因素对土体的压缩性能影响提供试验依据。所述位移测量模块包括位移计和铁板;所述位移计为标准件,固定在支架上,其测量端和铁板相连,输出端和计算机相连,所述铁板水平放置,和加载盖相连。本专利技术具有如下优点:1、通过竖向荷载模块对试样施加冲击动荷载、恒静压荷载和循环静荷载。和传统压缩装置相比,本专利技术具备多种竖向荷载施加功能,可以对试样进行多种方式的压缩试验,得出荷载的大小、频率、时间和加载方式对试样压缩性能的影响;传统压缩装置仅由砝码进行逐级静压加载。2、本专利技术可对试样进行干湿循环,用来模拟降雨和蒸发。和传统压缩装置相比,本专利技术可以对试样干湿循环前后压缩性能进行对比,得出干湿循环的次数、频率和时间对试样压缩性能的影响;传统压缩装置仅能测得放样时的试样压缩性能,和自然环境下存在一定区别。3、本专利技术可对试样进行水位波动,用来模拟潮汐的涨落。和传统压缩装置相比,本专利技术可以对试样水位波动循环前后压缩性能进行对比,得出水位波动循环的次数、频率和时间对试样压缩性能的影响;传统压缩装置仅能测得放样时的试样压缩性能。4、本专利技术可观察试样在试验过程中的形变。本专利技术通过试样变形监测模块对试样在竖向荷载,干湿循环,水位波动过程中的试样形变进行观察。可清楚的看见试样的变化。而传统压缩装置无法观察记录试样的变形。5、本专利技术可以本文档来自技高网...
一种新型动力侧限压缩试验装置

【技术保护点】
一种新型动力侧限压缩试验装置,包括压缩仪(100)和用于监测试样位置变化的位移测量模块(600),其特征在于:还包括竖向载荷加载模块(200)、水位波动模块(300)、干湿循环模块(400)和试样变形监测模块(500);所述的压缩仪(100)包括圆柱形的试验盒(101)和用于固定试验盒和竖向载荷加载模块的支架(105),试验盒(101)内从上到下依次设有加载盖(103)、顶部透水石(102a)、试样和底部透水石(102b),所述的试验盒(101)为带有筒底的透明圆筒,试验盒(101)底部设有连通筒体内外的进水口(104);所述竖向载荷加载模块(200)设置在压缩仪(100)顶部,用于为试样提供竖向荷载;所述水位波动模块(300)连接在压缩仪(100)一侧,用于模拟潮汐荷载;所述干湿循环模块(400)与压缩仪(100)底部连接,用于模拟降雨和蒸发;所述试样变形监测模块(500)设置在压缩仪(100)侧边,用于观测并记录试样在实验过程中的变形。

【技术特征摘要】
1.一种新型动力侧限压缩试验装置,包括压缩仪(100)和用于监测试样位置变化的位移测量模块(600),其特征在于:还包括竖向载荷加载模块(200)、水位波动模块(300)、干湿循环模块(400)和试样变形监测模块(500);所述的压缩仪(100)包括圆柱形的试验盒(101)和用于固定试验盒和竖向载荷加载模块的支架(105),试验盒(101)内从上到下依次设有加载盖(103)、顶部透水石(102a)、试样和底部透水石(102b),所述的试验盒(101)为带有筒底的透明圆筒,试验盒(101)底部设有连通筒体内外的进水口(104);所述竖向载荷加载模块(200)设置在压缩仪(100)顶部,用于为试样提供竖向荷载;所述水位波动模块(300)连接在压缩仪(100)一侧,用于模拟潮汐荷载;所述干湿循环模块(400)与压缩仪(100)底部连接,用于模拟降雨和蒸发;所述试样变形监测模块(500)设置在压缩仪(100)侧边,用于观测并记录试样在实验过程中的变形。2.如权利要求1所述的一种新型动力侧限压缩试验装置,其特征在于:所述竖向载荷加载模块(200)的载荷为冲击动荷载、恒静压荷载或者循环静荷载。3.如权利要求2所述的一种新型动力侧限压缩试验装置,其特征在于:所述竖向载荷加载模块(200)的载荷为冲击动荷载时的具体结构为:包括依次电路连接的直流电源(221)、时间继电器(225)和电磁阀(224)依次电路连接;还包括依次气路连通的空气压缩机(211)、气压调压阀(212)、气缸开关(213)和气缸(214),所述电磁阀(224)安装在气缸开关(213)上,用于控制气缸开关(213),所述气缸(214)与压缩仪(100)顶部连接。4.如权利要求2所述的一种新型动力侧限压缩试验装置,其特征在于:所述竖向载荷加载模块(200)的载荷为恒静压荷载时的具体结构为:包括依次气路连通的空气压缩机(211)、气压调压阀(212)、气缸开关(213)和气缸(214),所述气缸开关(213)上设置有控制气缸开关的电磁阀(22...

【专利技术属性】
技术研发人员:王帅雷学文董云洁孟庆山张中信徐亚飞李雨杰周疆豪李昇昊卫一丰龚屿
申请(专利权)人:武汉科技大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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