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多功能土样胀缩测试仪制造技术

技术编号:15351011 阅读:187 留言:0更新日期:2017-05-17 03:59
本实用新型专利技术提供一种多功能土样胀缩测试仪,包括呈圆环柱体形状的试样盒;试样盒下底内侧面固定安装有环形板,试样盒与环形板为一个整体,环形板上表面设有透水石;透水石上表面用于搁置压入土样的环刀,环刀外围还设有一个或多个环状护筒;土样上方设有用于检测土样膨胀力或膨胀变形量的传感器;本实用新型专利技术除了能够实现工程中对膨胀土发生部分膨胀后,剩余膨胀力的预测需求;还能够实现工程环境下膨胀土失水收缩性能研究;也能够精确的进行常规膨胀变形试验测试。

【技术实现步骤摘要】
多功能土样胀缩测试仪
本技术涉及岩土工程土工试验
,具体地指一种多功能土样胀缩测试仪。
技术介绍
膨胀力是土体在不允许侧向变形条件下充分吸水而保持其不发生竖向膨胀所需施加的最大压力值。因此,现在的膨胀力测试仪都是在保持土样体积不变的基础上测试的。但如:在膨胀土层中进行隧道盾构施工,管片受力是发生一定膨胀变形后的膨胀力;核废料处置库中膨润土块体之间有缝隙,其吸水膨胀后的膨胀力,也是发生一定膨胀变形后的膨胀力,等等。定义剩余膨胀力为允许发生一部分膨胀变形后,继续膨胀产生的膨胀力。同时收缩试验通常是将试样推出环刀置于多孔板上进行自由失水收缩,但工程中膨胀土的失水收缩,是在温度、水位变动过程中限制变形下的失水收缩。所以进行膨胀土允许膨胀变形与剩余膨胀力关系、限制变形下失水收缩、以及常规限制膨胀变形测试研究,具有很强的工程意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足,提供一种多功能土样胀缩测试仪,既能够实现工程中对膨胀土发生部分膨胀后,剩余膨胀力的预测需求;又能够实现工程环境下膨胀土失水收缩性能研究,以及单独的常规土样膨胀变形试验。该仪器不管是控制的允许膨胀变形,应力传感器测量的膨胀力,位移传感器测量的膨胀变形,还是高精度天平测量的失水量精度均较高,能够为研究提供可信的试验数据。本技术为解决上述技术问题,所采用的技术方案是:一种多功能土样胀缩测试仪,包括呈圆环柱体形状的试样盒;所述试样盒下底内侧面固定安装有环形板,所述试样盒与环形板组合为一个整体,所述环形板上表面设有上透水石;所述上透水石上表面用于搁置被压入土样的环刀,所述环刀外围还设有一个或多个环状护筒;当设置一个环状护筒时,环状护筒内径与环刀的外径相同,环状护筒外径与试样盒内径相同;当设置多个环状护筒时,最内侧的环状护筒内径与环刀的外径相同,最外侧的环状护筒外径与试样盒内径相同,每两个相邻的环状护筒互相贴合;最外侧的环状护筒为两个半环形组合而成,其厚度与环形加热带的厚度相同;所述土样上方设有用于检测土样膨胀力或膨胀变形量的传感器。进一步地,所述试样盒顶部竖直安装有两根支撑杆,所述两根支撑杆顶端安装有带孔顶板;所述支杆上端穿过带孔顶板的孔并竖直安装在带孔顶板上,下端安装传感器,所述传感器下端安装有圆形压盘,所述圆形压盘的直径与环刀内径相同,所述带孔顶板的中心孔圆心、圆形压盘圆心和环刀中心轴在同一竖直轴线上。更进一步地,所述支杆上部还设有外螺纹,通过与外螺纹相匹配的螺母可将支杆安装在带孔顶板上。更进一步地,所述支杆表面还刻有刻度读数,用于显示支杆相对于带孔顶板移动的距离。进一步地,所述试样盒顶端还设有环形盖板,所述环形盖板外径与试样盒外径相同,所述环形盖板内径与环刀内径相同。更进一步地,所述环形盖板为两个半环形组合而成,所述环形盖板底部还设有一圈环状凸起,用于防止环形盖板安装到试样盒顶端后发生侧移。进一步地,所述环形板及其对应的试样盒表面开设有进水孔,下透水石安装在环形板内。进一步地,所述传感器为应力传感器或位移传感器。另外,本技术利用上述多功能土样胀缩测试仪进行土样胀缩测试的方法包括以下步骤:步骤一:根据试验所需土样的密度、土样厚度,将土样压入环刀内,土样高度可低于环刀高度;步骤二:将试样盒放入水盆中,将上透水石放置在环形板上方,然后将装有土样的环刀搁置于上透水石上表面,环刀外围套装多个环状护筒,每两个相邻的环状护筒互相贴合,最外侧的环状护筒抵触试样盒内侧面;步骤三:将环形盖板放置在试样盒顶端,将试样盒、支撑杆、带孔顶板连接组合在一起,将支杆、传感器、圆形压盘连接组合在一起,将圆形压盘放入环刀和环形盖板的空心圆柱孔中,并根据允许自主膨胀高度,使用支杆上的刻度将支杆下移到相应位置,将支杆上端套入带孔顶板的孔中,并通过螺母将支杆固定;步骤四:向水盆中注入水,水进入上透水石,并到达环刀内的土样,进而引起土样竖向膨胀,当土样膨胀至允许自主膨胀高度后,土样与圆形压盘接触,由于圆形压盘的变形限制作用,继续膨胀产生的膨胀力被记录在传感器上,传感器采用应力传感器;步骤五:膨胀试验结束后,将整套设备从水盆中取出,搁置于试验台或空水盆中,在保持整套设备基本完整下,先后取出环形盖板和最外侧的环状护筒,然后在最外侧的环状护筒空出的位置放入环形加热带,通电加热排水,即可继续进行并完成限制变形条件下的失水收缩试验。进一步地,若需要进行土样的膨胀变形试验,则可将圆形压盘与土样紧密接触,将支杆上端只套入带孔顶板的孔中而不固定,通过刻度显示支杆在试验前后的上下位移变化量,从而获取膨胀变形量;若支杆刻度精度无法满足试验需求,可在圆形压盘与土样紧密接触的基础上,传感器变换为位移传感器来显示支杆在试验前后的上下位移变化量。本技术的有益效果如下:1、针对实际工程中对膨胀土发生部分膨胀后,剩余膨胀力的预测需求。本技术仪器能够进行较高精度的允许膨胀变形控制,并进行发生允许膨胀变形后,剩余膨胀力的测量。2、针对实际工程环境下膨胀土的失水收缩特点,该仪器能够提供适应工程环境约束条件的失水收缩试验。3、通过一系列贯穿底部试样盒的进水孔,和与进水孔相接触的透水石,来保证对土样的集中供水,及土样饱和所需的吸水量。4、通过在试样盒下底内侧面固定安装有环形板,且在环形板上方放置上透水石,这样在进行失水收缩试验时,土样及相关零件不会掉出,以及有足够空间来排水。5、本技术还可以单独进行膨胀变形试验,以检测土样的膨胀变形量。6、根据不同土样尺寸的要求,可选配环刀、环状护筒、圆形压盘、环形盖板,对各种实验所需规格具有普遍性和全面性,且可一次性顺序进行剩余膨胀力测量试验和限制变形条件下失水收缩试验。附图说明图1为一种多功能土样胀缩测试仪的结构示意图;图2为图1中试样盒的结构示意图;图3为图1中试样盒与支撑杆、带孔顶板的连接结构示意图;图4为下透水石在试样盒中的安装结构示意图;图5为上透水石在试样盒中的安装结构示意图;图6为环刀和环状护筒安装结构示意图;图7为图1中圆形压盘位于环刀内的结构示意图;图8为图1中环形盖板安装结构示意图;图9为图8中环形盖板仰视结构示意图;图10为图1中试样盒部分对应结构的侧视结构示意图;图中,试样盒1、支撑杆1.1、带孔顶板1.2、支杆1.3、环形板2、进水孔2.1、下透水石3、上透水石4、环刀5、环状护筒6、土样7、传感器8、圆形压盘8.1、环形盖板9、环状凸起9.1。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细描述。如图1至图10所示,一种多功能土样胀缩测试仪,包括呈圆环柱体形状的试样盒1,所述试样盒1下底内侧面固定安装有环形板2,所述试样盒1与环形板2组合为一个整体,所述环形板2上表面设有上透水石4;所述上透水石4上表面用于搁置被压入土样7的环刀5,所述环刀5外围还设有一个或多个环状护筒6;当设置一个环状护筒6时,环状护筒6内径与环刀5的外径相同,环状护筒6外径与试样盒1内径相同;当设置多个环状护筒6时,最内侧的环状护筒6内径与环刀5的外径相同,最外侧的环状护筒6外径与试样盒1内径相同,每两个相邻的环状护筒6互相贴合;最外侧的环状护筒6为两个半环形组合而成,其厚度与环形加热带的厚度相同;环状护筒6之所以为两个半环形组合而成,是本文档来自技高网...
多功能土样胀缩测试仪

【技术保护点】
一种多功能土样胀缩测试仪,包括呈圆环柱体形状的试样盒(1),其特征在于:所述试样盒(1)下底内侧面固定安装有环形板(2),所述试样盒(1)与环形板(2)组合为一个整体,所述环形板(2)上表面设有上透水石(4);所述上透水石(4)上表面用于搁置被压入土样(7)的环刀(5),所述环刀(5)外围还设有一个或多个环状护筒(6);当设置一个环状护筒(6)时,环状护筒(6)内径与环刀(5)的外径相同,环状护筒(6)外径与试样盒(1)内径相同;当设置多个环状护筒(6)时,最内侧的环状护筒(6)内径与环刀(5)的外径相同,最外侧的环状护筒(6)外径与试样盒(1)内径相同,每两个相邻的环状护筒(6)互相贴合;最外侧的环状护筒(6)为两个半环形组合而成,其厚度与环形加热带的厚度相同;所述土样(7)上方设有用于检测土样(7)膨胀力或膨胀变形量的传感器(8)。

【技术特征摘要】
1.一种多功能土样胀缩测试仪,包括呈圆环柱体形状的试样盒(1),其特征在于:所述试样盒(1)下底内侧面固定安装有环形板(2),所述试样盒(1)与环形板(2)组合为一个整体,所述环形板(2)上表面设有上透水石(4);所述上透水石(4)上表面用于搁置被压入土样(7)的环刀(5),所述环刀(5)外围还设有一个或多个环状护筒(6);当设置一个环状护筒(6)时,环状护筒(6)内径与环刀(5)的外径相同,环状护筒(6)外径与试样盒(1)内径相同;当设置多个环状护筒(6)时,最内侧的环状护筒(6)内径与环刀(5)的外径相同,最外侧的环状护筒(6)外径与试样盒(1)内径相同,每两个相邻的环状护筒(6)互相贴合;最外侧的环状护筒(6)为两个半环形组合而成,其厚度与环形加热带的厚度相同;所述土样(7)上方设有用于检测土样(7)膨胀力或膨胀变形量的传感器(8)。2.根据权利要求1所述的多功能土样胀缩测试仪,其特征在于:所述试样盒(1)顶部竖直安装有两根支撑杆(1.1),所述两根支撑杆(1.1)顶端安装有带孔顶板(1.2);支杆(1.3)上端穿过带孔顶板(1.2)的孔并竖直安装在带孔顶板(1.2)上,下端安装传感器(8),所述传感器(8)下端安装有圆形压盘(8.1),所述圆形压盘(8.1)的直径与...

【专利技术属性】
技术研发人员:明华军谈云志吴军汪洪星
申请(专利权)人:三峡大学
类型:新型
国别省市:湖北,42

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