一种多功能可视联合固结仪装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多功能可视联合固结仪装置，该装置具有多种功能；该装置包括压力室、轴向加压装置、电阻率测量装置、盐溶液气压饱和装置、孔压传感器；压力室开设有下电极孔、下气压饱和孔、孔压监测孔、上气压饱和孔、上电极孔；压力室内置上下电极板；导线穿过上、下电极孔将上、下电极板与电阻率测量装置连接以实现试样电阻率的测量；将上气压饱和孔、下气压饱和孔分别与盐溶液气压饱和装置的上、下导管连通以实现试样饱和度的测量；将安装在孔压监测孔的孔隙压力阀与孔压传感器连接以实现试样孔隙水压力监测；将轴向加压装置内的加载台、位移传感器、孔压传感器、荷载传感器与电脑连接以实现应力与应变多元控制加载。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能可视联合固结仪装置
本技术涉及土体性能检测
，特别涉及一种多功能可视联合固结仪装置。
技术介绍
固结仪是用来进行土工压缩试验，评价土体固结性以及蠕变变形特性的装置，还可以通过获取的压缩曲线计算土体的压缩指数、回弹模量、固结系数等。目前采用的固结仪主要有两种：单杠杆固结仪和气压固结仪。单杠杆固结仪是上世纪70年代技术创造的，利用杠杆原理，通过砝码人工加荷；气压固结仪是本世纪初期技术创造的，根据气压传动的原理加荷。单杠杆固结仪由固结容器、加压构件和量测构件等组成。单杠杆固结仪试验方法：首先将试样按试验要求放入固结容器内，并将固结容器置于加压框架正中，安装百分表，施加1KPa预压力，将百分表调至初始读数；然后按试验要求向试样施加各级压力，人工记录百分表读数，测定试样变形量。由于此试验方法的所有操作均需人工完成，存在人工读数时人为误差，人工施加砝码时有一定的冲击力，对试样有一定扰动，不能实现数据的实时记录。气压固结仪的固结容器、透水板、变形量测设备与单杠杆固结仪相同。区别在于加压设备，不是采用杠杆原理砝码加载，而是根据气压传动的原理加荷。气压固结仪利用压缩空气通过气缸对土样进行逐级加荷，节约了人力，提高了工作效率。土体电阻率是土体固有物理参数之一，表征了土体的导电特性，是研究土体微观结构、物理力学性质等的重要参数。土体电阻率是由其材料本身的导电特性决定的，受到土体类型、含水率、矿物成分、颗粒组成等影响。因此，可通过土体电阻率来研究土体工程性质。过去大量土体电阻率研究工作主要集中在野外测试，室内试验研究相对较少。因此，需要一种土体电阻率测量的固结仪，对土体电阻率与工程特性参数开展系统室内试验研究。而上述固结仪均不具有测量电阻率功能，不能实现土样电阻率测量。另外上述固结仪还存在以下缺点：不能进行多元加载，包括应力控制和应变控制；不能控制试样的饱和度及吸力；无法监测孔压发展，对于软土无法区分主固结和次固结。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种可以同时测量软土压缩性指标(压缩系数、压缩模量、固结系数、压缩指数、回弹指数)和试样电阻率的多功能可视联合固结仪装置，该装置可用于室内开展土压缩性与电阻率研究，探究土体电阻率指标与土体物理力学性质之间的定量关系。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种多功能可视联合固结仪装置，所述多功能可视联合固结仪装置包括压力室、轴向加压装置、电阻率测量装置、盐溶液气压饱和装置以及孔压传感器；所述压力室为密封式圆筒结构；所述压力室包括底座、侧环以及顶盖；所述轴向加压装置包括试样帽、活塞杆、橡胶隔膜、不锈钢盖、荷载锤、加载台、荷载传感器、位移传感器；所述试样帽位于所述压力室内；所述不锈钢盖位于所述顶盖上，所述橡胶隔膜位于所述不锈钢盖与所述顶盖之间，并通过第一螺杆依次将所述不锈钢盖、所述橡胶隔膜、所述顶盖锁紧固定；所述活塞杆的一端与所述试样帽连接，所述活塞杆的另一端穿过所述顶盖与所述橡胶隔膜的下端面接触；所述荷载锤的上端面高于所述不锈钢盖的上端面，带有下端面的所述荷载锤的一端穿过所述不锈钢盖与所述橡胶隔膜的上端面接触，且所述荷载锤与所述活塞杆同轴；所述荷载传感器安装在所述荷载锤的上端面上；所述位移传感器安装在所述不锈钢盖的上端面上；所述加载台位于所述底座下；所述试样帽、所述活塞杆、所述荷载锤、所述荷载传感器连接到所述加载台，并通过所述试样帽将所述加载台提供的荷载施加到试样上；在所述压力室内布置两块相同的电极板，分别为上电极板和下电极板；所述上电极板固定在所述试样帽的下端面，所述下电极板固定在所述底座的上端面，且在所述上电极板与所述试样帽之间、所述下电极板与所述底座之间均设有透水板；所述底座上设置有下电极孔、下气压饱和孔以及孔压监测孔；所述顶盖上设置有上气压饱和孔和上电极孔；所述下电极孔与所述下电极板连接；所述上电极孔与所述上电极板连接；所述下气压饱和孔的一端、所述孔压监测孔的一端、所述上气压饱和孔的一端均与透水板连接；所述下气压饱和孔的另一端安装有底部气压饱和阀，所述孔压监测孔的另一端安装有孔隙压力阀，所述上气压饱和孔的另一端安装有顶部气压饱和阀；将上导线的一端穿过所述上电极孔与所述上电极板连接，所述上导线的另一端与所述电阻率测量装置连接，下导线的一端穿过所述下电极孔与所述下电极板连接，所述下导线的另一端与所述电阻率测量装置连接，以实现不同压力与饱和度下的试样电阻率的测量；将所述底部气压饱和阀与所述盐溶液气压饱和装置的下导管连通，所述顶部气压饱和阀与所述盐溶液气压饱和装置的上导管连通以实现试样饱和度的测量；将所述孔隙压力阀与所述孔压传感器连接以实现试样孔隙水压力监测；将所述加载台、所述位移传感器、所述孔压传感器、所述荷载传感器与内置处理软件的电脑连接以实现应力控制加载和应变控制加载。可选的，每个所述电极板均为圆盘状电极板；每个所述电极板均包括电压电极和电流电极，且所述电压电极与所述电流电极相互楔形指状交错在一起；其中，所述电压电极与所述电流电极结构相同。可选的，所述电阻率测量装置包括精密分析仪以及与所述精密分析仪连接的输入电流导线、输出电流导线、输入电压导线以及输出电压导线；所述上导线包括与所述上电极板中的电流电极连接的上电流电极导线、与所述上电极板中的电压电极连接的上电压电极导线；所述下导线包括与所述下电极板中的电流电极连接的下电流电极导线、与所述下电极板中的电压电极连接的下电压电极导线；当测量试样电阻率时，将所述上电流电极导线与所述输入电流电线连接，所述上电压电极导线与所述输入电压电线连接，所述下电流电极导线与所述输出电流电线连接，所述下电压电极导线与所述输出电压电线连接。可选的，所述多功能可视联合固结仪装置还包括电阻率标定装置；所述电阻率标定装置包括高位水箱、储水容器、电导率仪；所述高位水箱用于储存和调整NaCl溶液，且所述高位水箱放置在高于所述压力室的位置；对所述电阻率测量装置进行标定时，将所述精密分析仪与所述上导线、所述下导线连接，所述高位水箱通过导管与所述底部气压饱和阀连通，所述储水容器通过导管与所述顶部气压饱和阀连通，使所述NaCl溶液在重力作用下，由所述高位水箱经所述底部气压饱和阀、所述下电极板从所述顶部气压饱和阀流至储水容器，然后用所述电导率仪测得所述储水容器内的电阻率，并与经所述精密分析仪测量的导电率进行对比，计算所述电阻率和所述导电率之间的偏差，以完成所述电阻率测量装置的标定。可选的，所述盐溶液气压饱和装置包括气压泵、装有NaCl饱和溶液的密闭容器、湿度传感器、连接导管、上导管和下导管；所述上导管与所述气压泵连通；所述气压泵通过所述连接导管与所述密闭容器连通；所述密闭容器与所述下导管连通；所述湿度传感器通过所述连接导管与所述密闭容器连通；所述密闭容器内的所述NaCl饱和溶液存在着电离与水合两种作用，所述NaCl饱和溶液表面存在着蒸发与凝结两种作用；当测量试样饱和度时，将所述顶部气压饱和阀与所述上导管连通，将所述底部气压饱和阀与所述下导管连通。可选的，所述底部气压饱和阀还连接压力控制器；所述压力控制器用于收集和测量试样试验过程中排出的孔隙水体积。可选的，所述荷载传感器用于实时记录对试样施加恒定轴向压力时试样所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能可视联合固结仪装置，其特征在于，所述多功能可视联合固结仪装置包括压力室、轴向加压装置、电阻率测量装置、盐溶液气压饱和装置以及孔压传感器；所述压力室为密封式圆筒结构；所述压力室包括底座、侧环以及顶盖；所述轴向加压装置包括试样帽、活塞杆、橡胶隔膜、不锈钢盖、荷载锤、加载台、荷载传感器、位移传感器；所述试样帽位于所述压力室内；所述不锈钢盖位于所述顶盖上，所述橡胶隔膜位于所述不锈钢盖与所述顶盖之间，并通过第一螺杆依次将所述不锈钢盖、所述橡胶隔膜、所述顶盖锁紧固定；所述活塞杆的一端与所述试样帽连接，所述活塞杆的另一端穿过所述顶盖与所述橡胶隔膜的下端面接触；所述荷载锤的上端面高于所述不锈钢盖的上端面，带有下端面的所述荷载锤的一端穿过所述不锈钢盖与所述橡胶隔膜的上端面接触，且所述荷载锤与所述活塞杆同轴；所述荷载传感器安装在所述荷载锤的上端面上；所述位移传感器安装在所述不锈钢盖的上端面上；所述加载台位于所述底座下；所述试样帽、所述活塞杆、所述荷载锤、所述荷载传感器连接到所述加载台，并通过所述试样帽将所述加载台提供的荷载施加到试样上；在所述压力室内布置两块相同的电极板，分别为上电极板和下电极板；所述上电极板固定在所述试样帽的下端面，所述下电极板固定在所述底座的上端面，且在所述上电极板与所述试样帽之间、所述下电极板与所述底座之间均设有透水板；所述底座上设置有下电极孔、下气压饱和孔以及孔压监测孔；所述顶盖上设置有上气压饱和孔和上电极孔；所述下电极孔与所述下电极板连接；所述上电极孔与所述上电极板连接；所述下气压饱和孔的一端、所述孔压监测孔的一端、所述上气压饱和孔的一端均与透水板连接；所述下气压饱和孔的另一端安装有底部气压饱和阀，所述孔压监测孔的另一端安装有孔隙压力阀，所述上气压饱和孔的另一端安装有顶部气压饱和阀；将上导线的一端穿过所述上电极孔与所述上电极板连接，所述上导线的另一端与所述电阻率测量装置连接，下导线的一端穿过所述下电极孔与所述下电极板连接，所述下导线的另一端与所述电阻率测量装置连接，以实现不同压力与饱和度下的试样电阻率的测量；将所述底部气压饱和阀与所述盐溶液气压饱和装置的下导管连通，所述顶部气压饱和阀与所述盐溶液气压饱和装置的上导管连通以实现试样饱和度的测量；将所述孔隙压力阀与所述孔压传感器连接以实现试样孔隙水压力监测；将所述加载台、所述位移传感器、所述孔压传感器、所述荷载传感器与内置处理软件的电脑连接以实现应力控制加载和应变控制加载。...

【技术特征摘要】
1.一种多功能可视联合固结仪装置，其特征在于，所述多功能可视联合固结仪装置包括压力室、轴向加压装置、电阻率测量装置、盐溶液气压饱和装置以及孔压传感器；所述压力室为密封式圆筒结构；所述压力室包括底座、侧环以及顶盖；所述轴向加压装置包括试样帽、活塞杆、橡胶隔膜、不锈钢盖、荷载锤、加载台、荷载传感器、位移传感器；所述试样帽位于所述压力室内；所述不锈钢盖位于所述顶盖上，所述橡胶隔膜位于所述不锈钢盖与所述顶盖之间，并通过第一螺杆依次将所述不锈钢盖、所述橡胶隔膜、所述顶盖锁紧固定；所述活塞杆的一端与所述试样帽连接，所述活塞杆的另一端穿过所述顶盖与所述橡胶隔膜的下端面接触；所述荷载锤的上端面高于所述不锈钢盖的上端面，带有下端面的所述荷载锤的一端穿过所述不锈钢盖与所述橡胶隔膜的上端面接触，且所述荷载锤与所述活塞杆同轴；所述荷载传感器安装在所述荷载锤的上端面上；所述位移传感器安装在所述不锈钢盖的上端面上；所述加载台位于所述底座下；所述试样帽、所述活塞杆、所述荷载锤、所述荷载传感器连接到所述加载台，并通过所述试样帽将所述加载台提供的荷载施加到试样上；在所述压力室内布置两块相同的电极板，分别为上电极板和下电极板；所述上电极板固定在所述试样帽的下端面，所述下电极板固定在所述底座的上端面，且在所述上电极板与所述试样帽之间、所述下电极板与所述底座之间均设有透水板；所述底座上设置有下电极孔、下气压饱和孔以及孔压监测孔；所述顶盖上设置有上气压饱和孔和上电极孔；所述下电极孔与所述下电极板连接；所述上电极孔与所述上电极板连接；所述下气压饱和孔的一端、所述孔压监测孔的一端、所述上气压饱和孔的一端均与透水板连接；所述下气压饱和孔的另一端安装有底部气压饱和阀，所述孔压监测孔的另一端安装有孔隙压力阀，所述上气压饱和孔的另一端安装有顶部气压饱和阀；将上导线的一端穿过所述上电极孔与所述上电极板连接，所述上导线的另一端与所述电阻率测量装置连接，下导线的一端穿过所述下电极孔与所述下电极板连接，所述下导线的另一端与所述电阻率测量装置连接，以实现不同压力与饱和度下的试样电阻率的测量；将所述底部气压饱和阀与所述盐溶液气压饱和装置的下导管连通，所述顶部气压饱和阀与所述盐溶液气压饱和装置的上导管连通以实现试样饱和度的测量；将所述孔隙压力阀与所述孔压传感器连接以实现试样孔隙水压力监测；将所述加载台、所述位移传感器、所述孔压传感器、所述荷载传感器与内置处理软件的电脑连接以实现应力控制加载和应变控制加载。2.根据权利要求1所述的多功能可视联合固结仪装置，其特征在于，每个所述电极板均为圆盘状电极板；每个所述电极板均包括电压电极和电流电极，且所述电压电极与所述电流电极相互楔形指状交错在一起；其中，所述电压电极与所述电流电极结构相同。3.根据权利要求2所述的多功能可视联合固结仪装置，其特征在于，所述电阻率测量装置包括精密分析仪以及与所述精密分析仪连接的输入电流导线、输出电流导线、输入电压导线以及输出电压导线；所述上导线包括与所述上电极板中的电流电极连接的上电流电极导线、与所述上电极板中的电压电极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红芬，朱建波，李峰，彭琦，陈继平，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：新型
国别省市：广东,44