一种黏土弹性模量测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种黏土弹性模量测试装置。所述测试装置包括底座、外加压框架、上下敞口的中空侧压室和加压装置，侧压室由乳胶膜分隔成密封的侧压腔和中空试样腔；在底座内设有加压腔，所述轴压加压装置包括安装在加压腔内升降机构、升降板和位移传感器，所述外加压框架的支撑杆伸入加压腔内与升降板固定连接；所述侧压室固定安装在底座上，在加压腔的下部设有带控制阀的进水管，上部设有带控制阀的排水排气管，在底座对应试样腔的位置开设有多个透水孔，多个透水孔通过排水管连通到底座外。本实用新型专利技术可以采用K

A testing device for elastic modulus of clay

【技术实现步骤摘要】
一种黏土弹性模量测试装置
本技术主要针对结构性黏土的弹性模量测试，具体地说是一种黏土弹性模量的测试装置。
技术介绍
目前，弹性模量的测试设备主要是应力式控制三轴仪，试样规格是直径为39.1mm、高度为80mm的圆柱体。但是针对结构性黏土测试时，该设备与测试方法存在许多不足之处：黏土具有强结构性、高塑性和明显的触变性，采用三轴的取样规格和测试方式，其一无法完全地分离出塑性变形；其二活塞和压力室摩擦阻力影响测试精度；其三加荷反映不灵敏使土体产生的流变变形较大，诸多因素导致无法有效的测出结构性黏土的弹性模量。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种针对结构性黏土的弹性模量的测试装置及方法，该装置通过电动或液压升降机构加压和卸压，确保加压过程中精度更高更快，采用K0固结方式能够使固结应力条件尽量接近实际，经过多次加荷和卸载分离出真实的结构性黏土弹性变形，能够更加准确测试强结构性和触变性明显的结构性黏土的弹性模量。本技术提供的技术方案：所述一种黏土弹性模量测试装置，包括底座、外加压框架、上下敞口的中空测压室和加压装置，在测压室的中空腔体内设有乳胶膜，乳胶膜上下均与测压室的腔口密封连接，且乳胶膜与测压室内壁之间形成侧压腔，乳胶膜内形成中空试样腔；在底座内设有加压腔，所述轴压加压装置安装在加压腔内，具体包括升降机构、升降板和设置在升降板上的位移传感器，升降机构固定安装在下支撑板上，升降板安装在升降机构的顶升端；所述外加压框架包括至少两根支撑杆、固定在支撑杆顶部的下压架和安装在下压架中心位置的轴压传感器，外加压框架的支撑杆下端从底座的顶面伸入加压腔内与升降板固定连接，并通过升降机构控制升降板的上下移动带动外加压框架相对于底座下压或上升；所述测压室固定安装在底座上，在加压腔的下部设有带控制阀的进水管，上部设有带控制阀的排水排气管，在底座对应试样腔的位置开设有多个透水孔，多个透水孔通过排水管连通到底座外；并在试样腔内装入黏土试样时，所述外加压框架通过中心位置的轴压传感器与置于黏土试样顶面中心位置的加压件触接从而对黏土试样进行加压试验。本技术较优的技术方案：所述测试装置还包括数据采集控制装置，所述数据采集控制装置内设有数据采集模块、控制模块和显示模块，数据采集模块的信号输出端分别与控制模块和显示模块连接；所述位移传感器和轴压传感器的信号输出端均与采集控制装置内数据采集模块的信号输入端连接，所述集控制装置内的控制模块与升降机构的控制端连接。本技术较优的技术方案：所述测压室固定安装在底座上，在底座对应试样腔的位置设有与试样腔底面形状大小相同的试样台，多个透水孔均匀分布在试样台上，并在试样台内设有与多个透水孔连通的水槽，在水槽的底面设有下凹式出水口，且下凹式出水口与排水管连通；在试样腔内从下至上依次设有透水石、黏土试样和不透水板，透水石置于试样台上，在黏土试样的外围竖向设有多个滤纸条，且多个滤纸条的下端与下透水石接触；在不透水板上部设有承压板，所述加压件与承压板中心部位触接，并在升降机构的作用下控制升降板向下移动下对黏土试样进行加压。本技术较优的技术方案：所述测压室包括圆柱形外壳，其侧压腔为中部直径大于上下腔口直径的外凸式腔体，所述乳胶膜中空圆筒状或中部直径大两端直径小的中空圆筒状膜，乳胶膜置于侧压腔内，其两端分别伸出侧压腔的上下腔口，分别通过上密封盖板和下密封盖板密封盖紧后，再通过上压板和下压板固定压紧，并在试样腔内装入黏土试样时，所述乳胶膜贴附在黏土试样的表面，在上压板和下压板之间设有多根锁紧螺杆。本技术较优的技术方案：所述底座为圆形底座，包括上支撑板、下支撑板和置于上、下支撑板之间的加压腔，上支撑板和下支撑板的外围通过环形支撑面或多个支撑杆固定连接；所述升降机构固定安装在下支撑板上，所述升降板在正常状态下距离加压腔顶面的距离大于黏土试样在加荷下压至破坏时的其高度位移；所述外加压框架的支撑杆下部均穿过上支撑板与升降板固定连接，并在升降机构的作用下带动升降板在加压腔内移动。本技术较优的技术方案：所述测试装置还包括与加压腔的进水管连通的压力调节筒，所述压力调节筒为内部装有水的密封式压力筒，压力调节筒的上部通过压力管与外部围压恒压装置连接，在压力调节筒上设有压力监测器，在压力管上设有电磁控制阀，并在围压恒压装置的作用下通过压力调节筒向测压室内注水增压；所述围压恒压装置为空压机；所述压力监测器的信号输出端与数据采集控制装置的信号输入端连接，其数据采集控制装置的信号输出端与电磁控制阀的信号输入端连接。本技术较优的技术方案：所述测试装置还包括与透水孔的排水管连通的固结水收集筒，所述固结水收集筒为带有刻度值的透明圆筒体，在固结水收集筒内装有水，其固结水收集筒内原始水量大于透水孔和排水管内装满水后的总水量，并在固结水收集筒底面设有液位传感器；所述固结水收集筒的底面高度大于或等于试样腔内黏土试样的底面高度，排水管通向固结水收集筒的底部，并在排水管上设有排水控制阀；所述液位传感器的信号输出端与数据采集控制装置的信号输入端连接，数据采集控制装置的信号输出端与排水控制阀的控制端连接。本技术较优的技术方案：所述升降机构为电动或液压升降机构，设置有一个或多个，当设置有多个时，均匀分布在升降板的底部，且多个升降机构同时升降；所述升降板在加压腔内的升降高度大于黏土试样在加荷下压至破坏时的高度位移。本技术较优的技术方案：所述加压件为球形或圆柱形或多个球形连接的长条形，在承压板的中心位置设有与加压件匹配的加压槽，所述加压件在试样腔内装入试样后，置于承压板中心部位的加压槽内对试样进行加压。本技术可对直径为79.8mm、高度为160mm规格的试样进行试验，试样规格更具有实际土体结构的代表性。本技术的有益效果：(1)本技术通过对升降机构的控制使加压和卸压过程中精度更高更快；(2)本技术中采用K0固结方式，能够使固结应力条件尽量接近实际，更加准确的模拟土体的应力状态；(3)本技术中的测试方法经过多次加荷和卸载的方式进行试验，最大有效的消除了取样过程中应力释放带来的结构变化，更好的分离出塑性变形，测试的弹性模量值更加准确；(4)本技术中的加压件与轴向传感器相连接，克服了应力式三轴仪活塞与压力室摩擦阻力影响精度的因素；(5)本技术可以对直径为79.8mm、高度为160mm规格的试样进行试验，试样规格更具有实际土体结构的代表性。附图说明图1是本技术中黏土弹性模量的装置未装试样的结构示意图；图2是本技术中黏弹性模量的装置装入试样的结构示意图；图3是本技术中黏土弹性模量的装置俯视图；图4是本技术中测压室中未装入试样的结构示意图；图5是本技术中测压室内装入试样后的结构示意图；图6是本技术的控制原理图；图7实施例中湛江组黏土加压卸压与轴向变形量的关系曲线图；图8是采用三轴仪对湛江组黏土加压卸压与轴向变形量的关系曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黏土弹性模量测试装置，其特征在于：所述测试装置包括非金属底座(2)、外加压框架(3)、上下敞口的中空测压室(4)和轴压加压装置，在测压室(4)的中空腔体内设有乳胶膜(5)，乳胶膜(5)上下均与测压室(4)的腔口密封连接，且乳胶膜(5)与测压室(4)内壁之间形成侧压腔(4-4)，乳胶膜(5)内形成中空试样腔(6)；在底座(2)内设有加压腔(2-3)，所述轴压加压装置安装在加压腔(2-3)内，具体包括升降机构(7)、升降板(8)和设置在升降板(8)上的位移传感器(14)，升降机构(7)固定安装在下支撑板(2-2)上，升降板(8)安装在升降机构(7)的顶升端；所述外加压框架(3)包括至少两根支撑杆(3-1)、固定在支撑杆(3-1)顶部的下压架(3-2)和安装在下压架(3-2)中心位置的轴压传感器(3-4)，外加压框架(3)的支撑杆(3-1)下端从底座(2)的顶面伸入加压腔(2-3)内与升降板(8)固定连接，并通过升降机构(7)控制升降板(8)上下移动带动外加压框架(3)相对于底座(2)下压或上升；所述测压室(4)固定安装在底座(2)上，在加压腔(2-3)的下部设有带控制阀的进水管(4-1)，上部设有带控制阀的排水排气管(4-2)，在底座(2)对应试样腔(6)的位置开设有多个透水孔(11)，多个透水孔(11)通过排水管(9)连通到底座外；并在试样腔(6)内装入黏土试样(12)时，所述外加压框架(3)通过中心位置的轴压传感器(3-4)与置于黏土试样(12)顶面中心位置的加压件触接从而对黏土试样(12)进行加压试验。/n...

【技术特征摘要】
1.一种黏土弹性模量测试装置，其特征在于：所述测试装置包括非金属底座(2)、外加压框架(3)、上下敞口的中空测压室(4)和轴压加压装置，在测压室(4)的中空腔体内设有乳胶膜(5)，乳胶膜(5)上下均与测压室(4)的腔口密封连接，且乳胶膜(5)与测压室(4)内壁之间形成侧压腔(4-4)，乳胶膜(5)内形成中空试样腔(6)；在底座(2)内设有加压腔(2-3)，所述轴压加压装置安装在加压腔(2-3)内，具体包括升降机构(7)、升降板(8)和设置在升降板(8)上的位移传感器(14)，升降机构(7)固定安装在下支撑板(2-2)上，升降板(8)安装在升降机构(7)的顶升端；所述外加压框架(3)包括至少两根支撑杆(3-1)、固定在支撑杆(3-1)顶部的下压架(3-2)和安装在下压架(3-2)中心位置的轴压传感器(3-4)，外加压框架(3)的支撑杆(3-1)下端从底座(2)的顶面伸入加压腔(2-3)内与升降板(8)固定连接，并通过升降机构(7)控制升降板(8)上下移动带动外加压框架(3)相对于底座(2)下压或上升；所述测压室(4)固定安装在底座(2)上，在加压腔(2-3)的下部设有带控制阀的进水管(4-1)，上部设有带控制阀的排水排气管(4-2)，在底座(2)对应试样腔(6)的位置开设有多个透水孔(11)，多个透水孔(11)通过排水管(9)连通到底座外；并在试样腔(6)内装入黏土试样(12)时，所述外加压框架(3)通过中心位置的轴压传感器(3-4)与置于黏土试样(12)顶面中心位置的加压件触接从而对黏土试样(12)进行加压试验。


2.根据权利要求1所述的一种黏土弹性模量测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括数据采集控制装置(15)，所述数据采集控制装置(15)内设有数据采集模块、控制模块和显示模块，数据采集模块的信号输出端分别与控制模块和显示模块连接；所述位移传感器(14)和轴压传感器(3-4)的信号输出端均与采集控制装置(15)内数据采集模块的信号输入端连接，所述集控制装置(15)内的控制模块与升降机构(7)的控制端连接。


3.根据权利要求1或2所述的一种黏土弹性模量测试装置，其特征在于：所述测压室(4)固定安装在底座(2)上，在底座(2)对应试样腔(6)的位置设有与试样腔(6)底面形状大小相同的试样台(16)，多个透水孔(11)均匀分布在试样台(16)上，并在试样台(16)内设有与多个透水孔(11)连通的水槽(18)，在水槽(18)的底面设有下凹式出水口，且下凹式出水口与排水管(9)连通；在试样腔(6)内从下至上依次设有透水石(10)、黏土试样(12)和不透水板(20)，透水石(10)置于试样台(16)上，在黏土试样(12)的外围竖向设有多个滤纸条(17)，且多个滤纸条(17)的下端与下透水石(10)接触；在不透水板(20)上部设有承压板(22)，所述加压件(3-3)与承压板(22)中心部位触接，并在升降机构(7)的作用下控制升降板(8)向下移动下对黏土试样(12)进行加压。


4.根据权利要求1或2所述的一种黏土弹性模量测试装置，其特征在于：所述测压室(4)包括圆柱形外壳(4-3)，其侧压腔(4-4)为中部直径大于上下腔口直径的外凸式腔体，所述乳胶膜(5)中空圆筒状或中部直径大两端直径小的中空圆筒状膜，乳胶膜(5)置于侧压腔(4-4)内，其两端分别伸出侧压腔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐征宏，吕桂生，周重，杨永晶，王玲玲，李吉权，徐凡，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42