一种复合频谱激电法和弯曲元法的固结试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合频谱激电法和弯曲元法的固结试验装置。包括主要由试样筒、活塞板和底板构成的固结渗透筒作为SIP/BE柱；环形法兰和试样筒柔性拼接装配为整体；试样筒顶部内安装有活塞板，活塞板和试样筒内壁之间装有密封圈，试样筒内装待测土样，活塞板和底板开有活塞板、底板排水孔，活塞板上装有加载过渡盖；试样筒内部的底板顶面和活塞板底面均通过连接螺钉装有黄铜电极板，黄铜电极板经连接螺钉和电极端子连接；试样筒外壁安装有多组电极和多对弯曲元对，多组电极沿试样筒竖向不同高度间隔均布。本实用新型专利技术固结试验装置可测量待测土样在多种固结条件下的频谱激电法电性参数和弯曲元法的剪切波速，并获得二者的耦合性。

A consolidation test device of composite spectrum IP method and bending element method

The utility model discloses a consolidation test device of composite spectrum induced current method and bending element method. It consists of a consolidation permeation cylinder mainly composed of a sample cylinder, a piston plate and a bottom plate as a SIP / be column; a flexible splicing assembly of the ring flange and the sample cylinder as a whole; a piston plate is installed in the top of the sample cylinder, a sealing ring is installed between the piston plate and the inner wall of the sample cylinder, a soil sample to be tested is installed in the sample cylinder, a piston plate and a bottom plate are opened with a piston plate and a bottom plate drain hole, and a loading transition cover is installed on the piston plate The top surface of the bottom plate and the bottom surface of the piston plate inside the sample cylinder are equipped with a brass electrode plate through the connecting screw, and the brass electrode plate is connected with the electrode terminal through the connecting screw; the outer wall of the sample cylinder is equipped with a plurality of groups of electrodes and a plurality of pairs of bending element pairs, and the plurality of groups of electrodes are evenly distributed along the vertical different heights of the sample cylinder. The consolidation test device of the utility model can measure the electrical parameters of the spectrum induced current method and the shear wave velocity of the bending element method of the soil sample to be tested under various consolidation conditions, and obtain the coupling of the two.

【技术实现步骤摘要】
一种复合频谱激电法和弯曲元法的固结试验装置
本技术属于岩土工程
的试验装置，具体涉及一种复合用频谱激电方式(SIP)测量土样电性参数和用弯曲元法(BE)测量土样剪切波速的固结试验装置。
技术介绍
我国建筑工程方兴未艾，在岩土工程中还有许多问题有待解决。在岩土工程中测试工作是必须进行的重要步骤，它既是学科理论研究与发展的基础，且是岩土工程实践的必要。随着国家的工业化程度提升和对工程质量的要求逐步提高，传统的检测技术面临着新的挑战。迫切需要一种可靠的，经济的，能表征大范围场地空间的微扰动方法，来测量场地地质条件。在地球物理学领域已经取得长足发展的频谱激电法具有获取电性参数多和抗干扰能力强等优点，非常适合空间域和频率域的高密度测量，能够提供丰富的诸如水力特性和附着物含量等岩土信息。但是目前的频谱激电法还存在设备昂贵复杂、所需人员较多、工作效率低和测试成本高等缺陷，为进一步的研究和推广带来了障碍。且频谱激电法测得的各项参数和传统技术手段测得的各项土力学参数的关系尚不明确，特别是待测土样在固结条件下的剪切波速和复电阻率关系有待探索。如何简单高效地测量固结条件下待测土样的电导率以及剪切波速，是本技术要解决的关键问题。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本技术的目的在提供一种简单可靠的测量固结条件下频谱激电法的电性参数和弯曲元法的剪切波速的试验装置，使其能够在待测土样样本在固结或一般条件下，共同测得各项电性参数和剪切波速，能够获得频谱激电的电性参数和弯曲元法的剪切波速之间的关联性，为频谱激电法和传统的岩土测试技术搭建桥梁。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：本技术包括主要由试样筒、活塞板和底板构成的固结渗透筒作为SIP/BE柱；试样筒下部外壁设有环形卡槽，环形卡槽周围外设有环形法兰，环形法兰的内圈侧壁开有环形槽，环形槽从环形法兰内圈的中部延伸到底部，弹性挡圈内外圈分别箍装在试样筒的环形卡槽和环形法兰的环形槽内，试样筒下端面和底板之间通过底部硅胶垫连接，环形法兰沿圆周间隔均布地装有多个装配螺栓，每个装配螺栓穿过环形法兰连接到底板的螺纹孔中，在装配螺栓作用下使环形法兰和试样筒柔性拼接装配为一个整体；试样筒顶部内安装有活塞板，活塞板周围和试样筒顶部内壁之间安装有密封圈，活塞板和底板之间的试样筒中部内盛装待测土样，活塞板和底板内部分别开有活塞板排水孔、底板排水孔；活塞板上固定安装有加载过渡盖；试样筒内部的底板顶面和活塞板底面均通过连接螺钉固定安装有黄铜电极板，活塞板顶面安装有活塞板电极端子，活塞板底面的黄铜电极板经贯穿活塞板的连接螺钉和活塞板电极端子连接，底板底部安装有底板电极端子，底板顶面的黄铜电极板经贯穿底板的连接螺钉和底板电极端子连接；活塞板电极端子和底板电极端子接入外部电源，外部电源施加电压使得底板顶面和活塞板底面的黄铜电极板之间形成交变电场，进而待测土样内部产生交变电流；试样筒外壁安装有多组电极和多对弯曲元对，多组电极沿试样筒竖向不同高度间隔均布，每组电极包括电极密封圈、纯银探针和锁紧螺栓，纯银探针穿过锁紧螺栓和试样筒侧壁插入试样筒内的待测土样中测得土样内的电流参数，纯银探针穿过试样筒侧壁处套有电极密封圈；多对弯曲元对沿试样筒竖向不同高度间隔均布，同时活塞板和底板中心位置设有一对弯曲元对。所述的试样筒外壁的每对弯曲元对包括两个对称布置在试样筒两侧侧壁的弯曲元。所述的活塞板和底板中心位置设有一对弯曲元对包括两个对称布置在试样筒上下两端处的弯曲元。所述的弯曲元包括弯曲元探头、柔性密封圈和空心螺栓，弯曲元探头通过空心螺栓贯穿安装于试样筒侧壁开有安装孔中，并伸入到试样筒内的待测土样，弯曲元探头和试样筒侧壁的安装孔之间设有柔性密封圈，锁紧空心螺栓调节弯曲元探头径向伸入到待测土样的深度。所述的试样筒、活塞板和底板均为亚克力材质。所述的试样筒采用透明材料制成。所述的活塞板排水孔、底板排水孔一端均连通到试样筒中部内，活塞板排水孔和底板排水孔另一端均通过软管通往筒外。每对弯曲元测量本段土样的剪切波速，试样筒外壁的弯曲元对能测量弯曲元对所在高度范围内水平径向方向上待测土样的剪切波速，活塞板和底板的弯曲元对能测量试样筒上下轴向方向上待测土样的剪切波速。本技术主体结构的试样筒、活塞板和底板均为亚克力材质，由固结渗透筒、频谱激电法测量系统和弯曲元测试系统组成。本技术由透明并设有测量装置的圆柱筒体和上部可加载的活塞板以及下部固定的底板构成SIP/BE柱的主体，圆柱形筒体沿直径方向设有成对的弯曲元，活塞板和底板中心位置沿轴心设有成对弯曲元，每对弯曲元都可测量试验土样的剪切波速。活塞板和下部底板与土样接触的表面嵌有黄铜电极板，经电极端子输入电流，在两板之间形成交变电场，再通过筒体侧面的电极测得土样的电性参数；活塞板和下部底板有进出水孔，为活塞板进行额定力加载，进行固结和渗透试验。本技术与
技术介绍
相比具有的有益效果是：(1)本技术特殊在剪切波速的弯曲元测量系统上设计搭建了频谱激电测量结构，可以在土的不同应力水平下用频谱激发极化方式测得待测土样的频域响应，并进而处理获得待测土样中由化学法或微生物法生成的碳酸钙沉淀、生物群落、生物膜等产物的含量及其分布；(2)本技术针对待测土样的频谱激电测量结构可以监控上述产物的时空分布均一性，对注浆法化学或生物改性、待测土样中污染物修复水平的监控技术提供了新的装置。(3)在土柱中可用断层成像技术监测改性土、微生物加固土、或者污染待测土样修复过程中剪切波速的时间及空间分布。(4)仪器结构简单，尺寸较小(高约40cm)，便于携带，故测试成本低廉，可靠性高。本技术固结试验装置可测量待测土样在多种固结条件下的频谱激电法电性参数和弯曲元法的剪切波速，并研究发现二者的耦合性。附图说明图1是本技术装置的剖面示意图。图2是本技术电极安装处的局部剖面示意图。图3是本技术弯曲元安装处的局部剖面示意图。图中：1、加载过渡盖，2、活塞板电极端子，3、黄铜电极板，4、试样筒，5、连接螺钉，6、环形法兰，7、底板电极端子，8、活塞板，9、活塞板排水孔，10、密封圈，11、弯曲元测试单元，12、电极；13、装配螺栓，14、弹性挡圈，15、底板，16、底板排水孔，17、底部硅胶垫；11-1、柔性密封圈；11-2、弯曲元探头；11-3、空心螺栓；12-1、电极密封圈；12-2、锁紧螺栓12-3、纯银探针。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术具体实施包括圆柱形的主要由试样筒4、活塞板8和底板15构成的固结渗透筒作为SIP/BE柱；试样筒4下部外壁设有环形卡槽，环形卡槽周围外设有环形法兰6，环形法兰6的内圈侧壁开有环形槽，环形槽从环形法兰6内圈的中部延伸到底部，弹性挡圈14内外圈分别箍装在试样筒4的环形卡槽和环形法兰6的环形槽内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合频谱激电法和弯曲元法的固结试验装置，其特征在于：包括主要由试样筒(4)、活塞板(8)和底板(15)构成的固结渗透筒作为SIP/BE柱；试样筒(4)下部外壁设有环形卡槽，环形卡槽周围外设有环形法兰(6)，环形法兰(6)的内圈侧壁开有环形槽，环形槽从环形法兰(6)内圈的中部延伸到底部，弹性挡圈(14)内外圈分别箍装在试样筒(4)的环形卡槽和环形法兰(6)的环形槽内，试样筒(4)下端面和底板(15)之间通过底部硅胶垫(17)连接，环形法兰(6)沿圆周间隔均布地装有多个装配螺栓(13)，每个装配螺栓(13)穿过环形法兰(6)连接到底板(15)的螺纹孔中，在装配螺栓(13)作用下使环形法兰(6)和试样筒(4)柔性拼接装配为一个整体；试样筒(4)顶部内安装有活塞板(8)，活塞板(8)周围和试样筒(4)顶部内壁之间安装有密封圈(10)，活塞板(8)和底板(15)之间的试样筒(4)中部内盛装待测土样，活塞板(8)和底板(15)内部分别开有活塞板排水孔(9)、底板排水孔(16)；活塞板(8)上固定安装有加载过渡盖(1)；/n试样筒(4)内部的底板(15)顶面和活塞板(8)底面均通过连接螺钉(5)固定安装有黄铜电极板(3)，活塞板(8)顶面安装有活塞板电极端子(2)，活塞板(8)底面的黄铜电极板(3)经贯穿活塞板(8)的连接螺钉(5)和活塞板电极端子(2)连接，底板(15)底部安装有底板电极端子(7)，底板(15)顶面的黄铜电极板(3)经贯穿底板(15)的连接螺钉(5)和底板电极端子(7)连接；活塞板电极端子(2)和底板电极端子(7)接入外部电源，外部电源施加电压使得底板(15)顶面和活塞板(8)底面的黄铜电极板(3)之间形成交变电场，进而待测土样内部产生交变电流；试样筒(4)外壁安装有多组电极(12)和多对弯曲元对，多组电极(12)沿试样筒(4)竖向不同高度间隔均布，每组电极(12)包括电极密封圈(12-1)、纯银探针(12-3)和锁紧螺栓(12-2)，纯银探针(12-3)穿过锁紧螺栓(12-2)和试样筒(4)侧壁插入试样筒(4)内的待测土样中测得土样内的电流参数，纯银探针(12-3)穿过试样筒(4)侧壁处套有电极密封圈(12-1)；多对弯曲元对沿试样筒(4)竖向不同高度间隔均布，同时活塞板(8)和底板(15)中心位置设有一对弯曲元对。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合频谱激电法和弯曲元法的固结试验装置，其特征在于：包括主要由试样筒(4)、活塞板(8)和底板(15)构成的固结渗透筒作为SIP/BE柱；试样筒(4)下部外壁设有环形卡槽，环形卡槽周围外设有环形法兰(6)，环形法兰(6)的内圈侧壁开有环形槽，环形槽从环形法兰(6)内圈的中部延伸到底部，弹性挡圈(14)内外圈分别箍装在试样筒(4)的环形卡槽和环形法兰(6)的环形槽内，试样筒(4)下端面和底板(15)之间通过底部硅胶垫(17)连接，环形法兰(6)沿圆周间隔均布地装有多个装配螺栓(13)，每个装配螺栓(13)穿过环形法兰(6)连接到底板(15)的螺纹孔中，在装配螺栓(13)作用下使环形法兰(6)和试样筒(4)柔性拼接装配为一个整体；试样筒(4)顶部内安装有活塞板(8)，活塞板(8)周围和试样筒(4)顶部内壁之间安装有密封圈(10)，活塞板(8)和底板(15)之间的试样筒(4)中部内盛装待测土样，活塞板(8)和底板(15)内部分别开有活塞板排水孔(9)、底板排水孔(16)；活塞板(8)上固定安装有加载过渡盖(1)；
试样筒(4)内部的底板(15)顶面和活塞板(8)底面均通过连接螺钉(5)固定安装有黄铜电极板(3)，活塞板(8)顶面安装有活塞板电极端子(2)，活塞板(8)底面的黄铜电极板(3)经贯穿活塞板(8)的连接螺钉(5)和活塞板电极端子(2)连接，底板(15)底部安装有底板电极端子(7)，底板(15)顶面的黄铜电极板(3)经贯穿底板(15)的连接螺钉(5)和底板电极端子(7)连接；活塞板电极端子(2)和底板电极端子(7)接入外部电源，外部电源施加电压使得底板(15)顶面和活塞板(8)底面的黄铜电极板(3)之间形成交变电场，进而待测土样内部产生交变电流；试样筒(4)外壁安装有多组电极(12)和多对弯曲元对，多组电极(12)沿试样筒(4)竖向不同高度间隔均布，每组电极(12)包括电极密封圈(12-1)、纯银探针(12-3)和锁紧螺栓(12-2)，纯银探针(12-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴特，王顺玉，曹俊楠，叶建设，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33