模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中的核磁共振试验装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中的核磁共振试验装置。该装置由两部分组成，分别为制样装置和干湿循环装置。其中制样装置由底座、环刀、伸缩块、上部盖帽组成；干湿循环装置由固定帽、圆筒、伸缩块和底座组成。其中所有试块都能轻易拆除，方便清洗和整理。整个装置采用材质为PEEK塑料等高强度的材料。本发明专利技术装置材料简单廉价、操作简便、易掌握、并且能够进行X衍射和CT扫描，观察其微观结构变化。

【技术实现步骤摘要】
模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中的核磁共振试验装置及其使用方法
本专利技术属于岩土工程试验及工程运用
，特别涉及一种能够模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中核磁共振的试验装置及其使用方法。
技术介绍
在大气营力(主要是降雨、蒸发和温度)的作用下，实际工程中路基填土经常处于干湿交替状态。长期的干湿交替作用会对压实土体的强度、变形及微结构造成显著影响。为探讨干湿循环作用下岩土体的损伤的内在机制，学者们就干湿作用下岩土体微观结构的演变规律进行了一系列研究。土的工程性状很大程度上受其微观系统的控制。从工程角度讲，土微细观结构研究主要有两个目的:一是根据微细观结构的研究定性说明某些工程特性的渊源，从而解释土体的某些特殊行为(比如冻胀、湿陷等)；二是通过微细观结构观测资料的处理，建立微结构参数与其对应的宏观物理力学行为参数之间的定量关系，进而了解土体宏观特性变化的微细观机理。目前测定膨胀土在干湿循环作用下的核磁共振实验装置有一定的局限性。其主要体现在以下两个方面：①目前针对膨胀土在干湿循环作用下的核磁共振实验，需要取出土样进行核磁共振试验，这样土样就需要卸载之后才能实现，无法实现对单一连续试样进行检测，不能真实的反应出实际环境下的土样中孔隙的变化情况，造成较大的实验误差，并且过程比较繁琐。②实验装置主要采取金属材料，金属材料无法进行CT扫描和X衍射分析。并且金属材料和其它材料含有氢离子，严重影响仪器的检测结果，对于要观察研究微观结构的变化，也比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提供一种用于核磁共振的膨胀土干湿循环装置来解决膨胀土试样在干湿循环作用下的土体的孔隙大小问题，解决了无损试样以及快速检测的问题。本专利技术是这样实现的：一种用于核磁共振的膨胀土的干湿循环装置，主要由制样装置和干湿循环装置组成，制样装置由底座、环刀、伸缩块、上部盖帽组成。先将环刀放入到套筒内的环刀定位槽里，然后将其置于底座之上，称取实验方案所需要的土样，土样上放入一定规格的滤纸和伸缩块，顺时针拧上上部盖帽，使用千斤顶压入土样，停留几分钟，泄压，取出环刀试样。干湿循环装置由固定帽、圆筒、伸缩块和底座组成。固定帽和底座具有螺纹，顺时针转出，逆时针转入。伸缩块具有一个略大于圆筒内部直径的上盖，能够扣在圆筒内；底块与圆筒内壁紧密贴合；伸缩块、底块和底座同时设有小孔，小孔的直径从上往下依次减小，伸缩块的孔径径最大，底块次之，底座孔径最小。土样放置在伸缩块和底块之中的圆筒内部。其中所有试块都能轻易拆除，方便清洗和整理。整个装置采用材质为PEEK塑料等高强度的材料。本专利技术的有益效果为：本装置改变了以往单一因素影响下进行核磁共振试验的传统模式，通过制定土样制备器，将一定尺寸的土样放入到制备器中，并采用特殊的材料，满足由于酸、碱、盐溶液对仪器的腐蚀造成土样的污染，在干湿循环装置中，结合了由于膨胀土的膨胀性不能伸缩的问题，同时可以在伸缩块上施加荷载，使操作简单，方便快捷，保证了试验结果更符合工程实际，所使用的环刀尺寸为40mm，可以方便实现将土样切割成各个试块后进行多项试验，并满足核磁共振实验的要求，因此使用该尺寸的环状试样尺寸合理。①本专利技术改变了现有试验中单一因素影响的传统模式，通过制样装置和干湿循环装置的制作，克服了现有测试土样的核磁共振实验中不能进行单一连续试样和干湿循环相结合的困难。②本专利技术实现了通过核磁共振实验得出的实验结果更符合实际工程情况，使结果更精准，同时节约了大量的成本和人力，方便快捷，操作简单。③本专利技术创造性的将实际工程中荷载作用下，以及由于气候条件(如温度湿度)结合起来，并解决单一试样连续测定的方法，避免了操作复杂和结果的测试精度等问题，同时也间接地解决了土样与装置可以同时进行核磁共振实验(无氢离子材料)的方法。④本专利技术所设制样装置，使所得的土样满足核磁共振的要求。⑤本专利技术增设的四氟乙烯环刀伸缩块和击实器，可以防止制样过程试样产生变形以及更好的决绝干湿循环过程中土样的伸缩和排水问题。附图说明图1为本专利技术的制样装置示意图；其中：1-制样器底座2-环刀固定槽3-圆筒4-上部盖帽5-伸缩块图2为本专利技术的干湿循环装置示意图，其中：1-固定帽2-伸缩块3-滤纸4-底座5-圆筒6-土样7-底块图3为制样装置三视图；图4为编号1(制样器底座)三视图；图5为编号2(环刀固定槽)三视图；图6为编号4(圆筒)三视图；图7为编号5(上部盖帽)三视图；图8为编号6(伸缩块)三视图；图9为击实棒三视图；图10为击实器三视图；图11为编号1(固定帽)三视图；图12为编号2(伸缩块)三视图；图13为编号4(底座)三视图；图14为编号5(圆筒)三视图；图15为编号7(底块)三视图。具体实施方式一种能够模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中的核磁共振的试验装置,包括制样装置和干湿循环装置，在制样装置中，将土样和环刀放入到环刀固定槽2中，并放置于制样器底座1上，在土样上端放入伸缩快6，防止制备土样面不平整，拧上上部盖帽。干湿循环装置，将环刀土样6放入到圆筒5，将其放入到底座上4，土样上放置滤纸3，防止土样扩散，使用推土器将土样推出，土样上方放入伸缩块2，最后加上固定帽1施加荷载。本装置的具体实验方法按照以下步骤：1.土样制备(1)根据工程需要切取原状土样或者制备所需湿度密度的扰动土样，切取原状土样时，应使试样在试验时的受压情况与自然土层受荷方向一致。，(2)通过制样装置制备40mm*40mm的土样。根据具体的实验方案配置所需的的含水率和孔隙比的膨胀土样(但不限于膨胀土)。(3)将称取的土样放入到环刀中，铺平，放上滤纸和伸缩块6，用千斤顶压实。(4)取出环刀土样3，用切土刀将其表面整平，以备干湿循环使用。2.干湿循环(1)使用击土器将环刀土样3中的土放入到圆筒中，土样上下依次放入滤纸、透水石、底块和伸缩块6。(3)对土样进行饱和(根据实验要求确定是否饱和)。(4)控制温度(根据试验方案要求)进行干湿循环试验。(5)同时可以在伸缩块上加入一定的荷载，等读数稳定后，测其实验数据，并读数(根据实验方案进行干湿循环以及温度的控制)。(6)将在一定的温度条件下和干湿循环次数的干湿循环装置放入到核磁共振仪器上进行试验测试。(7)整理数据。(8)实验完成，依次拆除装置，并清理干净。上述虽然结合附图对本专利技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中的核磁共振试验装置，其特征在于该装置包括制样装置和干湿循环装置两部分，其中制样装置包括制样器底座1、环刀固定槽2、圆筒4、上部盖帽5、伸缩块6。干湿循环装置包括固定帽1、伸缩块2、滤纸3、底座4、圆筒5、土样6、底块7。在制样装置中，将土样和环刀放入到环刀固定槽2中，并放置于制样器底座1上，在土样上端放入伸缩快6，为防止制备土样面不平整，拧上上部盖帽。在干湿循环装置中，将环刀土样6放入到圆筒5，将其放入到底座上4，土样上放置滤纸3，为防止土样扩散，使用推土器将土样推出，土样上方放置伸缩块2，最后放置固定帽1施加荷载。整个装置采用材质为PEEK塑料等强度高、密度小的硬质塑料，装置强度高、重量轻且方便拆除及清洗。

【技术特征摘要】
1.模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中的核磁共振试验装置，其特征在于该装置包括制样装置和干湿循环装置两部分，其中制样装置包括制样器底座1、环刀固定槽2、圆筒4、上部盖帽5、伸缩块6。干湿循环装置包括固定帽1、伸缩块2、滤纸3、底座4、圆筒5、土样6、底块7。在制样装置中，将土样和环刀放入到环刀固定槽2中，并放置于制样器底座1上，在土样上端放入伸缩快6，为防止制备土样面不平整，拧上上部盖帽。在干湿循环装置中，将环刀土样6放入到圆筒5，将其放入到底座上4，土样上放置滤纸3，为防止土样扩散，使用推土器将土样推出，土样上方放置伸缩块2，最后放置固定帽1施加荷载。整个装置采用材质为PEEK塑料等强度高、密度小的硬质塑料，装置强度高、重量轻且方便拆除及清洗。2.如权利要求1所述的模拟荷载作用下膨胀土干湿循环过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，谷建晓，吕海波，钱慧良，李焜耀，杨均岩，张珀瑜，吴畏，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45