一种双控温土体膨胀测定仪制造技术

本发明专利技术公开了一种双控温土体膨胀测定仪，包括土体膨胀仪测定工作台、两台制温循环机、测力显示仪和多根导管等，所述土体膨胀测定仪工作台的支架由环形钢片、中部钢板、底部钢板、螺杆、紧固螺母、固定螺杆等组成，所述膨胀测定仪内腔室由内至外分别为带刻度的环刀、浸水开口室、控温介质循环腔、保温层，所述膨胀测定仪内腔室由上至下分别为位移传感器、压力传感器、轻质玻璃纤维盖板、透水石垫块、绝热块、支架中部钢板、底部控温介质循环腔、保温层。本发明专利技术通过选用智能传感器仪表设备采集并读取实验数据，确保了采集和读取实验数据的准确性，利于减小实验所带来的偶然误差；利用两台制温循环机与控温介质循环腔来模拟原状土的温度环境，利于减小温度对膨胀力与膨胀量的影响，从而更好地为工程防治措施提供有效参考。本发明专利技术不仅可以做土体膨胀实验，在浸水开口室不加水时，还可以做冻胀试验，利于节约实验室空间与采购成本。

Double temperature controlled soil swelling tester

The invention discloses a double control soil swelling tester, including tester bench, two sets of system temperature cycle machine, force display instrument and a plurality of pipe expansion soil, the soil expansion bracket tester table is composed of an annular steel plate, steel plate, steel plate, the bottom of the central screw and fastening nut, fixed screw and other components, the expansion tester chamber from the inside to the outside are circular knives, with scales, soaking opening chamber temperature control medium circulation cavity and a heat insulating layer, the inner chamber comprises a meter displacement sensor, pressure sensor, light fibre glass cover, permeable stone block, insulation block, the middle part of the support plate the bottom temperature control medium circulation cavity, the expansion of insulation layer. The invention selects the intelligent sensor instrument collected and read experimental data, ensure the accuracy of experimental data collection and reading, to reduce the accidental error caused by temperature experiment; environment to simulate the undisturbed soil using two Taiwan temperature cycling machine and temperature control medium circulation cavity, to reduce the influence of temperature on the volume expansion and expansion the force, in order to better provide effective reference for engineering prevention measures. The invention not only can do soil expansion experiment, but also can do frost heaving test when the water immersion opening chamber does not add water, which is beneficial to save laboratory space and purchasing cost.

【技术实现步骤摘要】
一种双控温土体膨胀测定仪
本专利技术涉及一种双控温土体膨胀测定仪，属于教育教学仪器或实验用具领域。
技术介绍
膨胀土是一种遇水就膨胀，失水就收缩、并具有加大的变形能力的黏土。在膨胀土地区进行工程施工建设极易造成山体滑坡等灾害。而土体冻胀破坏是季节性冻土地区常见的结构破坏形式，容易导致道路出现开裂、突起、沉陷，挡土墙倒塌，构筑物冷拔等破坏现象。另外，大型，大型冷库、液化气地下存储罐等由于人工制冷而产生冻胀破坏的案例常有发生。我国每年因为土体的膨胀破坏带来的损失无法估量。土体膨胀问题严重困扰着该地区地基上构筑物的应用，对土体膨胀量以及膨胀力的测定，并掌握其规律，为预防和治理结构物的膨胀破坏提出可行性建议，解决长期以来困扰我国广大膨胀土地区结构膨胀破坏难题，减少膨胀破坏带来的经济损失，具有十分重要的意义。目前，国内外各大院校岩土类各专业在学习相关课程时，均开设土壤膨胀试验，利用该实验可测量长期位于地下水位以上的膨胀性土壤及细颗粒回填土壤开挖或地面水渗入后造成的膨胀量，然而现有膨胀仪却存在许多弊端。目前土壤膨胀实验使用的膨胀仪由百分表、上盖、底座、套座、环刀、透水石、螺杆、导环等组成。实验时，先用切土环刀切去试样，修平两面，将环刀刀口置于透水石上面，再将导环放在环刀上，用螺丝3只轻拧压平，然后将玻璃活塞盖于土样表面，轻轻拧动百分表下部的调节螺母，使百分表测针端点与活塞头刚好接触，记录下此时百分表的读数，最后将清水或天然水注入容器，使水面经常保持与土样高度表面齐平，或按土工操作规程使水面高于土样，定期记录百分表读数，直到不膨胀为止。现有土壤膨胀仪有以下弊端：1)使用百分表读数误差较大，这在很大程度上影响了实验数据的精度与准确性；2)现有膨胀仪只能粗略量测膨胀量与膨胀稳定后的含水量，然而并不能量测膨胀力的大小；3)温度对土体膨胀特性影响较大，现有膨胀仪没有考虑环境温度对土壤膨胀特性的影响，即只能在实验室温度条件下进行量测，并不能很好的模拟地质现场的环境温度。针对上述缺陷，虽然有多种产品对现有膨胀仪作了改进，但都是基于原有主体结构的局部调整，虽避免了一些缺陷，但操作起来步骤依然繁琐，且制造成本相对较高，不利于仪器的推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双控温土体膨胀测定仪，其避免了现有土体膨胀仪带来的各种弊端，并且实验操作起来简单便捷，成本低廉，能够大大提高实验的精确性，本专利技术是通过如下技术方案来实现上述目的。为了实现上述目的，本专利技术采用的一种测量不同温度下土体膨胀特性的双控温土体膨胀测定仪，包括两台制温循环机，一架土体膨胀测定仪工作台，一台测力显示仪，导管等。进一步地，所述土体膨胀测定仪工作台包括膨胀测定仪支架，工作台内腔室，YHD型位移传感器，智能位移显示屏，微型压力传感器等。进一步地，所述膨胀测定仪支架上端为一圆环形钢片，钢片中部为一十字形支架，用于固定智能位移显示屏、压力传感器与位移传感器，环形钢片圆心处与四等分点处分别开一通孔。支架中间部分为具有一定厚度的圆形钢板，圆形钢板中间位置设有轨道凹槽，用于放置与固定工作台内腔室，钢板四等分点处同样设有与上端环形钢片相匹配的四个通孔。支架底端为一圆形钢板，用于固定整个支架工作台。进一步地，膨胀测定仪支架上中下三块钢板通过四根贯穿通孔的螺杆相连接，四根螺杆型号、尺寸均相同，螺杆顶端与中部分别设有螺纹，螺杆一端穿过中部钢板通孔后用紧固螺母固定，螺杆的顶端穿过支架顶端钢片的通孔后用紧固螺母固定，螺杆与支架底端钢板通过焊接紧紧固定在底端钢板上。进一步地，所述膨胀测定仪内腔室由内至外分别为带刻度的环刀、浸水开口室、控温介质循环腔、保温层。其中带刻度的环刀可以自由取下，便于存取土样与清洗，在内腔室底部还设有专门放置环刀的环形卡槽，便于固定环刀位置。浸水开口室内壁设有刻度，便于记录注入水位变化。控温介质循环腔为一空心环形钢制腔体结构，腔体外壁设有铜制进液阀与出液阀，在两个阀门上方设有开关，便于控制液体循环进出。保温层为真空绝热板(VIP板)，能有效避免空气对流引起的热传递。进一步地，所述膨胀测定仪内腔室由上至下分别为位移传感器、压力传感器、轻质玻璃纤维盖板、透水石垫块、绝热块、支架中部钢板、底部控温介质循环腔、保温层。位移传感器与固定在支架上端的智能位移显示屏相连。压力传感器则通过导线与工作台外部的测力显示仪相连。轻质玻璃纤维盖板上部设有与位移传感器和压力传感器测针相接触的轨槽，盖板中间开设多个辐射型的透水通孔。透水石为特质材料制作的透水石，具有很高的渗透性，同时又具有很低的导气性。绝热块为硬质聚氨酯保温材料，可以有效阻挡热量的交换。底部控温介质循环腔与保温层均与[0012]中所述一致。与现有技术相比，本专利技术的双控温土体膨胀测定仪选用智能传感仪表设备采集和读取实验数据，并采用两个可控温的充满循环介质的腔体来模拟土体的温度环境，可以大大提高所做实验的精度，从而保证土体膨胀实验数据的准确性，另外更确保了实验的安全、节省了实验的时间，并为工程防治措施的开展提供了有效参考。本专利技术不仅可以做土体膨胀实验，在浸水开口室不加水时，还可以做冻胀试验，利于节约实验室空间与采购成本。附图说明图1为本专利技术一种双控温土体膨胀测定仪的整体结构示意图；图2为本专利技术一种双控温土体膨胀测定仪工作台的正面结构示意图；图3为本专利技术一种双控温土体膨胀测定仪的工作台俯视结构示意图；图4为本专利技术一种双控温土体膨胀测定仪的支架上盖板结构示意图；图中：1、测定仪工作台；2、制温循环机；3、测力显示仪；4、导管；5、顶部紧固螺母；6、调节螺旋；7、位移传感器测针；8、带刻度环刀；9、控温介质循环腔；10、保温层；11、出液开关；12、出液阀；13、环形卡槽；14、绝热块；15、中部紧固螺母；16、控温介质循环腔；17、出液阀；18、贯通螺杆；19、固定螺杆；20、智能位移显示屏；21、压力传感器；22、玻璃纤维盖板；23、环形钢片；24、浸水开口室；25、进液阀；26、进液开关；27、透水石；28、中部钢板；29、进液阀；30、进液开关；31、出液开关；32、底部钢板；33、焊接钢片；34、保温层。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。如图1～4所示，本专利技术公布一种双控温土体膨胀测定仪，包括土体膨胀测定仪工作台1、两台制温循环机2、测力显示仪3以及多根导管4组成。所述土体膨胀测定仪工作台1的支架由环形钢片23、中部钢板28、底部钢板32、螺杆18、紧固螺母15、固定螺杆19等组成。四根螺杆型号、尺寸均相同，螺杆顶端与中部分别设有螺纹，螺杆一端穿过中部钢板28通孔后用紧固螺母15固定，螺杆的顶端穿过支架顶端钢片的通孔后用紧固螺母18固定，螺杆与支架底端钢板32通过焊接紧紧固定在底端钢板上。所述膨胀测定仪内腔室由内至外分别为带刻度的环刀8、浸水开口室24、控温介质循环腔9、保温层10。其中带刻度的环刀8可以自由取下，便于存取土样与清洗，在内腔室底部还设有专门放置环刀的环形卡槽13，便于固定环刀8位置。浸水开口室24内壁设有刻度，便于记录注入水位变化。控温介质循本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双控温土体膨胀测定仪，其特征在于，包括土体膨胀测定仪工作台(1)、两台制温循环机(2)、测力显示仪(3)和多根导管(4)等；所述膨胀测定仪工作台(1)支架上端为一环形钢片(23)，环形钢片(23)内部焊有两块垂直的焊接钢片(33)，通过固定螺杆(19)与顶部紧固螺母(5)以固定智能位移显示屏(20)与位移传感器(7)和压力传感器(21)的位置；所述测定仪工作台(1)支架的中端为中部钢板(28)，中部钢板(28)的内部刻有轨槽用以放置与固定工作台内腔室；所述测定仪工作台(1)支架的底端为一圆形钢板(32)，四根贯通螺杆(18)通过焊接固定在底部圆形钢板(32)上。

【技术特征摘要】
1.一种双控温土体膨胀测定仪，其特征在于，包括土体膨胀测定仪工作台(1)、两台制温循环机(2)、测力显示仪(3)和多根导管(4)等；所述膨胀测定仪工作台(1)支架上端为一环形钢片(23)，环形钢片(23)内部焊有两块垂直的焊接钢片(33)，通过固定螺杆(19)与顶部紧固螺母(5)以固定智能位移显示屏(20)与位移传感器(7)和压力传感器(21)的位置；所述测定仪工作台(1)支架的中端为中部钢板(28)，中部钢板(28)的内部刻有轨槽用以放置与固定工作台内腔室；所述测定仪工作台(1)支架的底端为一圆形钢板(32)，四根贯通螺杆(18)通过焊接固定在底部圆形钢板(32)上。2.根据权利要求1所述的一种双控温土体膨胀测定仪，其特征在于，所述膨胀测定仪工作台(1)支架上中下三块钢板四等分点处均设有同样的通孔，三块钢板通过贯通螺杆(18)联系为一整体，四根贯通螺杆(18)型号、尺寸均相同，贯通螺杆(18)顶端与中部分别设有螺纹，螺杆一端穿过中部钢板(28)通孔后用紧固螺母(15)固定，螺杆的顶端穿过支架顶端环形钢片(23)的通孔后用紧固螺母(18)固定，螺杆与支架底端圆形钢板(32)通过焊接固定。3.根据权利要求1所述的一种双控温土体膨胀测定仪，其特征在于，所述膨胀测定仪内腔室由内至外分别为带刻度的环刀(8)、浸水开口室(24)、控温介质循环腔(9)、保温层(10)。其中带刻度的环刀(8)可以自由取下，在内腔室底部还设有专门放置环刀的环形卡槽(13)；浸水开口室(24)内壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚兆明，许常伦，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34