CT扫描固结仪及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种CT扫描固结仪及其使用方法，CT扫描固结仪包括上部装置和下部装置；上部装置包括气压加压设备，以及导轨和活塞，活塞在气压加压设备内沿导轨滑动；下部装置包括带有加压顶盖并容纳试样的压力室，以及位移传感器、排水通道和CT扫描设备，位移传感器位于压力室底部对试样的沉降位移进行测量。使用时，当活塞在气压推动下接触加压顶盖时观察位移传感器上的显示数据，若有变化，则停止加压，并记录位移传感器显示的试样沉降位移数据；然后设置多种压强数值进行加压并记录数据；试验中采用CT扫描设备获得CT扫描图片和数据。本发明专利技术采用气压加压方式保证了稳定性和精确性；同时实现高压和低压固结压缩试验的转换。

【技术实现步骤摘要】
CT扫描固结仪及其使用方法
本专利技术涉及试验与检测设备中的固结仪，尤其涉及一种CT扫描固结仪。
技术介绍
固结试验是工程地质勘察土工试验中一个基本试验项目，土的压缩系数、压缩指数、回弹系数、固结系数、先期固结应力等指标都可以通过固结试验测得。常用的固结仪为杠杆式和磅秤式。杠杆式仪器由于价格低廉、操作简单，目前应用较为广泛。但单杠杆式固结仪是通过固定重量砝码向试样逐级施加压力，人工操作繁杂。而且人工施加砝码有一定的冲击力，对试样有一定扰动，读数存在误差，效率低下，也易受外部因素干扰。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种CT扫描固结仪及其使用方法，该试验装置及方法能简单方便地进行固结试验，解决了目前普通杠杆式、磅秤式固结仪人工读数慢，误差大，加压压力不稳定，效率低等问题。技术方案：本专利技术CT扫描固结仪，包括上部装置和下部装置；上部装置包括与气泵连通的气压加压设备，以及导轨和活塞，活塞在气压加压设备内沿导轨运动；下部装置包括带有加压顶盖并容纳试样的压力室，以及位移传感器、排水通道和CT扫描设备，活塞运动至接触加压顶盖，位移传感器位于压力室底部对试样的沉降位移进行测量。还包括上透水石和下透水石，上透水石上表面设有上排水板，下透水石下表面设有下排水板。CT扫描固结仪的使用方法为，当活塞在气压加压设备中气压推动下接触加压顶盖时，观察位移传感器上的显示数据是否有变化，若有变化，则停止加压，并记录位移传感器显示的试样沉降位移数据；然后设置多种压强数值进行加压并记录数据；试验中采用CT扫描设备获得CT扫描图片和数据。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)相比于普通杠杆式、磅秤式固结仪来说，采用气压式加压方式保证了加压过程中的稳定性和精确性。并且加大了加压范围，可以同时实现高压固结和低压固结压缩试验的转换，可以适用于各类工程。该装置结构轻巧，加卸载简便。(2)通过位移传感器自动采集沉降位移数据，当试样每小时变化≦0.005mm时认为固结稳定；且设有倒计时装置，解决了人工读数慢、误差大、加压压力不稳定、效率低等问题。(3)装置设有导轨，使活塞在气压作用下缓缓滑动向加压顶盖施压，并且安装于加压支撑架上，保证了加压过程中仪器的稳定性，减小试验误差。(4)在上下透水石表面设有排水板，并通过轴向排水通道相连通，实现了自动排水功能；并且在排水口设置孔压仪，测得孔压力，解决了人工忘记排水的问题，实现了不同排水条件下的固结试验。(5)本专利技术采用CT扫描设备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。(7)本专利技术结构轻巧，加卸载简便；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。附图说明图1为本专利技术结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术CT扫描固结仪，包括气压加压设备1，加压支撑架2，导轨3，活塞4，土样5，加压顶盖6，上排水板7，筒形压力室8，透水石9，CT扫描设备10，排水通道11，凹形底座12，孔压仪13，下排水板14和位移传感器15。其中透水石9为两块，分别为上透水石和下透水石，上透水石的上表面安装有上排水板7，下透水石的下表面安装有下排水板14，该下排水板14位于筒形压力室8内，且下排水板14上设有竖直方向的孔以与排水通道11相连通，实现了固结仪的自动排水功能，并且在排水口处设置孔压仪13，测得孔压力，解决了人工忘记排水，实现了不同排水条件下的固结试验。气压加压设备1中，通过相应测量控制系统来自动设定加压，精确控制压力大小和加压间隔时间，完成逐级加载。在试样安装就绪后，首先打开气泵，然后检查装置是否漏气。在未漏气的条件下使气泵向气压加压设备1中加压，当活塞4在气压推动下接触加压顶盖6时观察位移传感器上显示数据是否有微动，如果有微动，则停止加压，否则重新安装试验装置进行重复试验。接着读出位移传感仪15的读数并记录，即通过位移传感器15自动采集沉降位移数据，然后分别设置12.5kPa、25kPa、50kPa、100kPa、200kPa、400kPa、800kPa、1600kPa、3200kPa的压强分别进行加压，并记录数据。当试样沉降位移变形每小时变化≦0.005mm时，认为固结稳定。最后绘制e-lgp、e-p曲线并分析试样压缩固结特性。全自动固结仪上设置有用于输出倒计时信号的倒计时装置，包括耦接于倒计时装置以接收倒计时信号并输出控制信号的控制装置、耦接于控制装置以接收控制信号并相应于控制信号以实现指示的指示装置，控制装置还耦接有以接收无线传输信号的无线传输装置，无线传输装置耦接有以接收无线传输信号并相应于无线传输信号以实现远程振动的振动装置。通过倒计时装置的使用，对全自动固结仪的开始使用时间进行计时，并进行指示和远程的振动提示。试验过程中采用CT扫描设备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。该装置对加压、位移沉降、排水过程进行全自动处理，并对试样进行CT扫描处理，实现了在试验过程中能对试样内部结构变化实时观察。本专利技术的具体使用步骤如下：1.首先利用环刀制取试样，并测量试样质量，根据体积计算试样的密度，并用试验余土测得初始含水率。2.将仪器凹形底座12平置于刚性基础上，安装下排水板14、孔压仪13，放置透水石9、滤纸和护环，然后将土样5放入筒形压力室8中，再依次放置滤纸、透水石9、上排水板7和加压顶盖6。3.将固结容器置于加压支撑架2下，对准上部活塞4，采用气压式加压方式对试样进行加压；使活塞4在气压作用下沿着导轨3滑动向加压顶盖6施压。4.通过相应测量控制系统程序来自动设定加压，精确控制压力大小和加压间隔时间，完成逐级加载。并且通过位移传感器15自动采集沉降位移数据，当试样变形每小时变化不大于0.005mm时认为固结稳定。5.试验过程中采用CT扫描设备10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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CT扫描固结仪，其特征在于：包括上部装置和下部装置；所述上部装置包括与气泵连通的气压加压设备(1)，以及导轨(3)和活塞(4)，所述活塞(4)在气压加压设备(1)内沿导轨(3)运动；所述下部装置包括带有加压顶盖(6)并容纳试样的压力室(8)，以及位移传感器(15)、排水通道(11)和CT扫描设备(10)，所述活塞(4)运动至接触所述加压顶盖(6)，所述位移传感器(15)位于压力室(8)底部对试样的沉降位移进行测量。

【技术特征摘要】
1.一种CT扫描固结仪，其特征在于：包括上部装置和下部装置；所述上部装置包括与气泵连通的气压加压设备(1)，以及导轨(3)和活塞(4)，所述活塞(4)在气压加压设备(1)内沿导轨(3)运动；所述下部装置包括带有加压顶盖(6)并容纳试样的压力室(8)，以及位移传感器(15)、排水通道(11)和CT扫描设备(10)，所述活塞(4)运动至接触所述加压顶盖(6)，所述位移传感器(15)位于压力室(8)底部对试样的沉降位移进行测量。2.根据权利要求1所述的CT扫描固结仪，其特征在于：还包括上透水石和下透水石，所述上透水石上表面设有上排水板(7)，所述下透水石下表面设有下排水板(14)，所述下排水板上设有孔以与排水通道连通。3.根据权利要求1所述的CT扫描固结仪，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世壮，梁晖，王如宾，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32