一种控湿环境下测量膨胀力的仪器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种控湿环境下测量膨胀力的仪器，涉及岩土工程试验仪器。本仪器包括土样（00）；设置有固定装置（10）、测量装置（20）和环境装置（30）；土样（00）置于固定装置（10）中，固定装置（10）置于环境装置（30）内，固定装置（10）和测量装置（20）连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有如下优点和有益效果：①保证了土样在整个试验过程中体积不变；②压力传感器具有精度高、量程大的优点，提高了试验结果的精准度；③能够测量土样在不同湿度环境下的膨胀力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及岩土工程试验仪器，尤其涉及一种控湿环境下测量膨胀力的仪器，适用于有膨胀性的土壤（膨胀土）。
技术介绍
膨胀土在我国十几个省市都有分布，分布范围很广。膨润土遇水膨胀软化、失水收缩干裂，工程性质复杂多变且不易把握，常常造成膨润土所在地区众多的岩土工程灾害。然而，自然界的土体大多都是非饱和状态，仅用饱和状态的膨胀力来评价实际工程是不妥的。因此，如何准确测量土体在非饱和状态下的膨胀力具有非常重要的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种控湿环境下测量膨胀力的仪器，即土体在不同湿度环境下测量其膨胀力，适用于各类具有膨胀性土壤的膨胀力测试。本技术的目的是这样实现的：本技术提供的仪器能在保持土样体变可以忽略不计的情况下，在不同湿度环境进行膨胀力的测量；并利用高精度压力传感器改进非饱和土膨胀力测量的方法，为测量膨胀力提供一条新的途径，为解决岩土工程问题提供信任可靠的依据。具体地说，本仪器包括被测对象——土样；设置有固定装置、测量装置和环境装置；土样置于固定装置中，固定装置置于环境装置内，固定装置和测量装置连接。与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：①保证了土样在整个试验过程中体积不变；②压力传感器具有精度高、量程大的优点，提高了试验结果的精准度；③能够测量土样在不同湿度环境下的膨胀力。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是固定装置的结构示意图；图3是固定底座的结构示意图。图中：00—土样。10—固定装置，11—固定底座，111—进气孔，112—出气孔，113—安装孔，114—储存室，1151—小圆形凹槽，1152—大圆形凹槽；12—圆形钢柱，121—钢柱螺杆，122—表夹；13—带孔方形横梁；14—旋钮，141—螺杆固定环，142—旋钮螺杆，151—下透水石，152—上透水石；16—环刀固定筒；17—环刀；M1—第1螺帽，M2—第2螺帽，D1—第1垫片，D2—第2垫片。20—测量装置，21—压力传感器；22—数显表；23—计算机；24—千分表。30—环境装置，31—真空干燥器，311—玻璃盖，312—玻璃缸，313—中央孔；32—多孔瓷板；33—饱和盐溶液。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明：一、本仪器的结构1、总体如图1，本仪器包括被测对象——土样00；设置有固定装置10、测量装置20和环境装置30；土样00置于固定装置10中，固定装置10置于环境装置30内，固定装置10和测量装置20连接。2、功能部件0）土样00土样00为原状样、压实样、击实样或泥浆样。1）固定装置10如图1、2、3，固定装置10包括固定底座11、圆形钢柱12、带孔方形横梁13、旋钮14、下透水石151、上透水石152、环刀固定筒16、环刀17、第1螺帽M1、第2螺帽M2、第1垫片D1和第2垫片D2；其位置和连接关系是：固定底座11和两根圆形钢柱12通过安装孔113相连，带孔方形横梁13套于圆形钢柱12上方的螺杆121上，第1垫片D1和第1螺帽M1先后置于带孔方形横梁13之上，并套在螺杆121上；下透水石151置于底座11的小圆形凹槽1151内，环刀固定筒16置于大圆形凹槽1152内并在下透水石151上，环刀17置于环刀固定筒16内，土样00设置在环刀17内，上透水石152置于土样00上；旋钮螺杆142垂直插入在带孔方形横梁13中间孔洞内，螺杆固定环141套在旋钮螺杆142上，表夹122放在适当高度，上下各放置第2垫片D2和第2螺帽M2。所述的固定底座11是一种金属圆块，沿其中心轴线，从下到上，依次设置有储存室114、小圆形凹槽1151和大圆形凹槽1152；在固定底座11的左右两边分别垂直设置有安装孔113；在固定底座11前后两边分别水平设置有进气孔111和出气孔112；所述的圆形钢柱12其中部设置有螺杆121，顶部设置有表夹122；所述的带孔方形横梁13是一种钢质方柱，其两侧设置有安装孔，安装孔为内螺环且与螺杆121适配，其中间孔为内螺环且与旋钮螺杆142适配；所述的旋钮14设置有旋钮螺杆142和螺杆固定环141，螺杆固定环141是一种金属圆环，其内孔为螺环且与旋钮螺杆142适配；所述的环刀固定筒16是一种用来固定环刀的钢质圆筒，其外径与大圆形凹槽1152适配，内径与环刀17的外径适配，高度大于或等于环刀17；所述的环刀17是一种实验室通用的钢质仪器，其内径为61.8mm，高度为20mm或者40mm；上述其他功能部件均为通用件。其工作机理是：固定底座11放置于水平试验台上，固定底座11、圆形钢柱12和带孔方形横梁13构成一个空间骨架，上下固定之后，固定底座11与带孔方形横梁13可以分别提供一个固定水平面，旋钮14可垂直上下旋动，调节需要固定的高度，螺杆固定环141用于固定旋钮14，整体构成一个可以调节高度的固定装置，表夹122用来固定千分表24。2）测量装置20如图2，测量装置20包括压力传感器21、数显表22、计算机23和千分表24；其位置和连接关系是：压力传感器21水平放置于上透水石152之上，压力传感器21顶端的压力帽和旋钮螺杆142的底端紧密接触，并对准其中心；压力传感器21、数显表22和计算机23依次连接，千分表24竖直放置在表夹122的竖向孔内，并居于旋钮14顶端的中心；压力传感器21、数显表22、计算机23和千分表24均为通用的功能部件。其工作机理是：一方面，压力传感器21上与旋钮螺杆142紧密接触，下与土样00上方的上透水石152紧密接触，一旦土样00吸水或者吸湿，就会发生膨胀，而土样00四周都是受限制即固定不变的，这样只能因膨胀势释放产生膨胀而挤压上、下透水石152、151，压力传至压力传感器21，压力传感器21受到挤压，其实际压力值通过数据线传至数显表22，数显表22的表盘显示即时压力值，整个过程的数据都通过数据线传至计算机23，进行统计、分析和绘制图表；另一方面，千分表24置于旋钮14顶面的中心，以此测量旋钮14的竖向位移，从而达到检测恒体积法与膨胀仪可靠度的目的。3）环境装置30如图1，环境装置技术包括真空干燥器31、多孔瓷板32、饱和盐溶液33；真空干燥器31包括上下连接的玻璃盖311和玻璃缸312，在玻璃盖311的顶部中央设置有中央孔313；其位置和连接关系是：在真空干燥器31的底部盛放有饱和盐溶液33，在真空干燥器31的下部水平放置有多孔瓷板32，固定装置10水平居中放置在多孔瓷板32上，压力传感器21通过中央孔313与数显表22连接。其工作机理是：真空干燥器31为整个试验提供一个密闭空间，其底部放置饱和盐溶液33，不同的饱和盐溶液会提供不同的湿度环境；多孔瓷板32的作用有两个，一方面让底部饱和盐溶液释放的湿气充满整个试验空间，另一方面为固定装置10提供一个水平平台。二、使用方法①检查仪器各零件完好无损，并保证整套仪器的清洁度，将固定底座11放置在平整的多孔瓷板32上，将带螺杆121的两根圆形钢柱12竖直安插在固定底座11的安装孔113中；带孔方形横梁13两端的安装孔对准钢柱的螺杆121垂直放下，水平安放；将第1垫片D1和第1螺帽M1先后放于带孔方形横梁13上的螺杆121，拧紧使横梁13固定并保持水平，表夹12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控湿环境下测量膨胀力的仪器，包括土样（00）；其特征在于：设置有固定装置（10）、测量装置（20）和环境装置（30）；土样（00）置于固定装置（10）中，固定装置（10）置于环境装置（30）内，固定装置（10）和测量装置（20）连接。

【技术特征摘要】
1.一种控湿环境下测量膨胀力的仪器，包括土样（00）；其特征在于：设置有固定装置（10）、测量装置（20）和环境装置（30）；土样（00）置于固定装置（10）中，固定装置（10）置于环境装置（30）内，固定装置（10）和测量装置（20）连接。2.按权利要求1所述的一种控湿环境下测量膨胀力的仪器，其特征在于：所述的固定装置（10）包括固定底座（11）、圆形钢柱（12）、带孔方形横梁（13）、旋钮（14）、下透水石（151）、上透水石（152）、环刀固定筒（16）、环刀（17）、第1螺帽（M1）、第2螺帽（M2）、第1垫片（D1）和第2垫片（D2）；其位置和连接关系是：固定底座（11）和两根圆形钢柱（12）通过安装孔（113）相连，带孔方形横梁（13）套于圆形钢柱（12）上方的螺杆（121）上，第1垫片（D1）和第1螺帽（M1）先后置于带孔方形横梁（13）之上，并套在螺杆（121）上；下透水石（151）置于底座（11）的小圆形凹槽（1151）内，环刀固定筒（16）置于大圆形凹槽（1152）内并在下透水石（151）上，环刀（17）置于环刀固定筒（16）内，土样（00）设置在环刀（17）内，上透水石（152）置于土样（00）上；旋钮螺杆（142）垂直插入在带孔方形横梁（13）中间孔洞内，螺杆固定环（141）套在旋钮螺杆（142）上，表夹（122）放在适当高度，上下各放置第2垫片（D2）和第2螺帽（M2）；所述的固定底座（11）是一种金属圆块，沿其中心轴线，从下到上，依次设置有储存室（114）、小圆形凹槽（1151）和大圆形凹槽（1152）；在固定底座（11）的左右两边分别垂直设置有安装孔（113）；在固定底座（11）前后两边分别水平设置有进气孔（111）和出气孔（112）；所述的圆形钢柱（12）其中部设置有螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：文松松，梁维云，陈永健，赵续月，杨德欢，颜荣涛，韦昌富，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：新型
国别省市：广西;45