一种CT-固结仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种与CT机配套的固结仪，CT‑固结仪包括：环刀和环刀底座、环形外罩和底板，加载砝码；配套设备有制样模具。与常规固结仪相比，本实用新型专利技术不仅能实现常规固结仪的功能，而且在试验过程中能实时观察试样内部结构的变化，获得清晰的CT扫描图片和CT数据，进而可对试样的结构损伤演化进行定量描述；结构轻巧，加载、卸载简便，可置于恒温箱中进行干湿循环试验；不仅能用于饱和土，而且可用于各种非饱和土；既可用于原状土，也可用于重塑土。

A CT-Consolidation Instrument

The utility model discloses a consolidation instrument matched with a CT machine. The CT consolidation instrument comprises a ring knife and a ring knife base, a ring outer cover and a bottom plate, loading weights, and a sample making die. Compared with conventional consolidation instrument, the utility model can not only realize the function of conventional consolidation instrument, but also observe the changes of internal structure of samples in real time during the test process, obtain clear CT scanning pictures and CT data, and then quantitatively describe the structural damage evolution of samples; the structure is light, loading and unloading are simple, and can be placed in a constant temperature box for dry-wet cycling test; It can be used in saturated soils and various unsaturated soils, as well as in undisturbed soils and remolded soils.

【技术实现步骤摘要】
一种CT-固结仪
本技术属于岩土工程测试设备
，尤其涉及一种CT-固结仪。
技术介绍
土坡、地基和路堤等大多是非饱和土，其力学特性和内部结构受气候变化(如降雨入渗和蒸发干燥)的影响很大。用常规饱和土固结仪做试验只能得到试样在试验过程中的宏观应力-应变曲线，无法揭示试样在加载过程和干湿循环过程中的细观结构演化，也无法定量描述试样结构的损伤过程。为弥补这一缺陷，利用计算机断层扫描技术(即CT)研制成CT-固结仪及其配套设备。综上所述，常规饱和土固结仪无法反映试样在加载过程和干湿循环过程中的细观结构演化，也无法定量描述试样结构的损伤过程。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种CT-固结仪，旨在解决常规饱和土固结仪无法反映试样在加载过程和干湿循环过程中的细观结构演化，也无法定量描述试样结构的损伤过程的问题。本技术是这样实现的，一种CT-固结仪，所述CT-固结仪包括：环刀和环刀底座、环形外罩和底板、加载砝码；配套设备有制样模具；环刀底座放置于环形外罩的底板；环刀底座上设有排水槽及排水管，排水槽之上放置多孔不锈钢板；土样装在环刀内，环刀和土样一起放置在多孔不锈钢板之上；把环形外罩放在其底板上，用3颗固紧螺钉将二者固定在一起；在土样顶部放在加载砝码。进一步，所述环刀、环刀底座、环形外罩和底板由特殊合金加工而成。进一步，所述环刀厚10mm，内径61.8mm，高30mm；从环刀高度的下三分点起制成刃口，刃口下端厚3mm；环刀底座的内侧为斜面，斜面的垂直高度是10mm，与环刀刃口密合。进一步，所述环刀底座上设有排水槽及排水管，放置直径61.8mm、厚度3mm的多孔不锈钢板，多孔不锈钢板上均匀分布着许多直径1mm的小孔。进一步，所述环形外罩侧面的缺口与环刀底座的排水管对应；环形外罩和底板通过3颗固紧螺钉固定在一起。进一步，所述环形外罩的外侧与环刀的上三分点对应处画了一条环形线，环形线对应的断面即为CT扫描的横断面。进一步，所述加载砝码直径与试样直径相同，每个砝码的重量在试样上产生的压力为10kPa。进一步，所述制样模具由模具底座、模筒、加压活塞和蝴蝶螺钉组成。本技术提供的CT-固结仪，与常规固结仪相比，本技术具有下述优点：(1)不仅能实现常规固结仪的功能，而且在试验过程中能实时观察试样内部结构的变化，获得清晰的CT扫描图片和CT数据，进而可对试样的结构损伤演化进行定量描述；(2)结构轻巧，加载、卸载简便，可置于恒温箱中进行干湿循环试验；(3)不仅能用于饱和土，而且可用于各种非饱和土；(4)既可用于原状土，也可用于重塑土。附图说明图1是本技术实施例提供的CT扫描用固结仪结构示意图；图2是本技术实施例提供的制样模具示意图；图中：1-1、环刀；1-2加压活塞；1-3、模筒；1-4、模具底座；1-5、固紧螺丁；1-6、土样；2-1、环刀底座；2-2、环形外罩；2-3、多孔不锈钢板；2-4、模具底板；2-5、加载砝码；2-6、蝴蝶螺钉；2-7、排水通道。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合附图对本技术的应用原理作详细的描述。如图1和图2所示，本技术实施例提供的CT-固结仪包括：环刀1-1和环刀底座2-1、环形外罩2-2和底板2-4，加载砝码2-5；配套设备有制样模具图2。下面结合附图对本技术的应用原理作进一步的描述环刀1-1和环刀底座2-1、环形外罩2-2和底板2-4的几何形状、构造和制作材料是专门针对CT成像的要求设计的，均由特殊合金加工而成，对CT成像的干扰可忽略不计，能够得到清晰的试样CT图像。从而实现了CT技术与土工试验技术的巧妙结合，可在试验过程中对试样内部结构进行实时无损检测。环刀1-1有两个功能：制备试样的工具和试验时试样的容器。为此，对环刀1-1和环刀底座2-1按下述构造特征和尺寸设计：环刀1-1厚10mm以保证试样处于侧限条件，内径61.8mm与常规固结试验的试样相同，高30mm；从环刀1-1高度的下三分点起长10mm制成刃口，刃口下端厚3mm，既可用于制备重塑试样，也可用于制备原状试样。环刀底座2-1的内侧为斜面，斜面的垂直高度是10mm，恰与环刀刃口密合。环刀底座2-1上设有排水槽及排水管2-7，其上放置直径61.8mm、厚度3mm的多孔不锈钢板2-3，多孔不锈钢板2-3上均匀分布着许多直径1mm的小孔，为试样排水通过通道。环形外罩2-2及其底板2-4的尺寸与环刀1-1及其底座2-1相配套。环形外罩2-2侧面的缺口与环刀底座2-1的排水管2-7对应。环形外罩2-2和底板2-4通过3颗固紧螺钉2-6固定在一起，同时将环刀1-1和环刀底座2-1锁定，避免了在湿干循环过程中因试样胀缩引起环刀1-1移动而产生试验误差，在CT扫描时试样也不会移动。为了在每次CT扫描时对准试样的同一个断面，在环形外罩2-2的外侧与环刀1-1的上三分点对应处画了一条环形线，该线对应的断面即为CT扫描的横断面。用专门设计的砝码2-5直接放在试样上面进行加载。砝码直径与试样直径相同61.8mm，每个砝码的重量在试样上产生的压力为10kPa。根据试验要求可放置多个砝码，因而具有加载简便的优点。传统固结仪通过安装在台架上的杠杆系统加载，体积很大，很笨重，只能做浸水增湿试验，而不能放置在电恒温箱中做干燥减湿试验，也无法知道试样在干燥过程中的饱和度。本项目用砝码2-5直接加载，没有台架，没有杠杆系统，体积小，移动方便；CT-固结仪和砝码可整体图1放入恒温箱干燥减湿，并可随时从恒温箱中整体取出称重以计算试样的实时饱和度，克服了传统固结仪的缺点。原状试样可直接用环刀1-1削成，制成的试样不必脱模而直接使用。为了提高重塑土制样的效率，专门设计了一套制样模具图2，由模具底座1-4、模筒1-3和加压活塞1-2组成。制样时，首先把模筒1-3用两个蝴蝶螺钉1-5固定在其底座1-4上；其次按预定的试样干密度称量相应的土料，将土料倒入模筒1-3中，整平；第三，借助加压设备使加压活塞1-2下移，当活塞翼底面与模筒顶面相接触时，试样高度恰好是30mm。这样可一次性制成所需要的试样，十分快捷方便。下面结合试验对本技术的应用效果作详细的描述。1应用CT-固结仪进行试验的方法描述试验的第一步是用环刀1-1和制样模具图2制备所需要的试样1-6；在环刀底座2-1的多孔不锈钢板2-3上放一层滤纸；把环刀1-1连同试样1-6一起放在环刀底座2-1上，再在试样顶面1-6上放一层滤纸；把环刀1-1和环刀底座2-1一起放在环形外罩2-2的底板2-4上，盖上环形外罩2-2，用3颗固紧螺钉2-6将其固定。对试样进行第一次CT扫描，得到扫描断面的CT数ME和方差SD，作为描述试样细观结构的初值。1.1加载试验方法的描述从扫描床上取下CT-固结仪图1，按预定的第一级荷载在试样顶面的滤纸上放置砝码2-5；直到变形稳定后，对试样进行第二次CT扫描。然后加第二级荷载，重复上述过程，直到最后一级荷载为止，从而得到一系列CT图片及数据(ME和SD)。1.2在一定荷载作用下进行湿干循环试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CT‑固结仪，其特征在于，所述CT‑固结仪包括：环刀和环刀底座、环形外罩和底板、加载砝码；配套设备有制样模具；环刀底座放置于环形外罩的底板；环刀底座上设有排水槽及排水管，排水槽之上放置多孔不锈钢板；土样装在环刀内，环刀和土样一起放置在多孔不锈钢板之上；把环形外罩放在其底板上，用3颗固紧螺钉将二者固定在一起；在土样顶部放在加载砝码。

【技术特征摘要】
1.一种CT-固结仪，其特征在于，所述CT-固结仪包括：环刀和环刀底座、环形外罩和底板、加载砝码；配套设备有制样模具；环刀底座放置于环形外罩的底板；环刀底座上设有排水槽及排水管，排水槽之上放置多孔不锈钢板；土样装在环刀内，环刀和土样一起放置在多孔不锈钢板之上；把环形外罩放在其底板上，用3颗固紧螺钉将二者固定在一起；在土样顶部放在加载砝码。2.如权利要求1所述的CT-固结仪，其特征在于，所述环刀、环刀底座、环形外罩和底板由合金加工而成。3.如权利要求1所述的CT-固结仪，其特征在于，所述环刀厚10mm，内径61.8mm，高30mm；从环刀高度的下三分点起制成刃口，刃口下端厚3mm；环刀底座的内侧为斜面，斜面的垂直高度是10mm，与环刀刃口密合。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正汉，郭剑峰，吕海波，朱国平，秦建香，
申请(专利权)人：陈正汉，
类型：新型
国别省市：重庆,50