一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于土层测量领域，公开了一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，包括上顶盘、若干注水管、反力盘以及若干位移计。上顶盘上开设若干注水管安装孔；若干注水管的一端分别连接若干注水管安装孔，另一端侧壁上均开设若干注水孔；且，注水管连接注水管安装孔的一端端部开口；若干位移计的一端均连接反力盘，另一端均连接上顶盘。设置上顶盘及若干注水管，进而通过若干注水管将测试装置固定在原位膨胀土层中，在注水时由于土层膨胀使得注水管起到很好的锚固作用，同时，反力盘与膨胀土层表面贴合，通过测量反力盘的位移量表征膨胀土层的膨胀量，实现膨胀土层膨胀性参数的原位测量，使得测量值尽可能接近实际情况。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置
本专利技术属于土层测量领域，涉及一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置。
技术介绍
大气影响深度是指在自然气候作用下，由降水、蒸发、地温等因素引起土的升降变形的有效深度。此范围内的膨胀土层易受环境影响，对工程影响较大，所以明确大气影响深度内膨胀土层的膨胀性参数对于建筑结构设计非常重要。当前膨胀土层膨胀性参数基本均在在实验室中进行，即利用钻孔取出的土样后，在浸水饱和、限制土样变形的情况下实测其膨胀性参数。虽然该方法简单易行，但是由于以下原因：1、土样存在扰动，膨胀变形有所释放；2、室内采用试验为隔段取样进行试验，无法完全代表整个土层；3、充分浸水饱和与现场浸水渗透引起的土样含水率不同；4、室内变形为侧限情况，而原位变形为三维应力状态；5、室内试验无法获取准确的土体增湿变形与膨胀力变形过程；经常导致膨胀性参数的测量值与现场实际情况存在较大差异。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中膨胀性参数的测量值往往与现场实际情况存在较大差异的缺点，提供一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术一方面，一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，包括：上顶盘，所述上顶盘上开设若干注水管安装孔；若干注水管，所述若干注水管的一端分别连接若干注水管安装孔，另一端侧壁上均开设若干注水孔；且，所述注水管连接所述注水管安装孔的一端端部开口；反力盘；以及若干位移计，所述若干位移计的一端均连接所述反力盘，另一端均连接所述上顶盘；使用状态时：所述若干注水管远离所述上顶盘的一端插入膨胀土层，所述反力盘位于所述上顶盘与膨胀土层表面之间，且，所述反力盘表面与膨胀土层表面贴合；所述位移计用于测量所述反力盘的位移。本专利技术测试装置进一步的改进在于：所述若干注水孔在远离所述上顶盘的方向上，相邻两注水孔之间的间距逐渐扩大。还包括：抽水管，所述抽水管的一端穿过所述反力盘与所述上顶盘上开设的抽水管安装孔连接，另一端上开设若干抽水孔；且，所述抽水管与所述抽水管安装孔的一端端部开口；使用状态时：所述抽水管远离所述上顶盘的一端插入膨胀土层。所述若干抽水孔在远离所述上顶盘的方向上，相邻两抽水孔之间的间距逐渐减小。所述反力盘的直径大于大气影响深度。还包括：若干水分传感器；使用状态时：所述若干水分传感器，自上而下的间隔设置在所述反力盘下方的膨胀土层内。所述若干注水管远离所述上顶盘的一端端部设置为尖端。本专利技术另一方面，一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，包括：上顶盘，所述上顶盘上开设若干注水管安装孔；若干注水管，所述若干注水管的一端分别连接若干注水管安装孔，另一端侧壁上均开设若干注水孔；且，所述注水管连接所述注水管安装孔的一端端部开口；反力盘；若干位移计，所述若干位移计的一端均连接所述反力盘，另一端均连接所述上顶盘；以及弹簧组件，所述弹簧组件一端连接所述反力盘，另一端连接所述上顶盘；使用状态时：所述若干注水管远离所述上顶盘的一端插入膨胀土层，所述反力盘位于所述上顶盘与膨胀土层表面之间，且，所述反力盘表面与膨胀土层表面贴合，所述位移计用于测量所述反力盘的位移。本专利技术测试装置进一步的改进在于：还包括：抽水管，所述抽水管的一端穿过所述反力盘与所述上顶盘上开设的抽水管安装孔连接，另一端上开设若干抽水孔；且，所述抽水管与所述抽水管安装孔的一端端部开口；使用状态时：所述抽水管远离所述上顶盘的一端插入膨胀土层。所述弹簧组件包括若干弹簧，所述若干弹簧的的一端均连接所述反力盘，另一端均连接所述上顶盘。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过设置上顶盘，在上顶盘上设置若干注水管安装孔，通过若干注水管安装孔将若干注水管固定，然后将若干注水管安装在原位膨胀土层内部，在注水时由于膨胀土膨胀使得注水管起到很好的锚固作用，同时，反力盘与膨胀土层表面贴合，通过设置的位移计测量反力盘的位移量表征膨胀土层的膨胀量，实现膨胀土层膨胀性参数的原位测量，不需要将土样采集回实验室进行测量，有效克服了实验室测量各种缺陷，使得测量值尽可能接近实际情况。同时，设置若干位移计，以若干位移计的均值计算膨胀量，有效减少测量误差。进一步的，所述若干注水孔在远离所述上顶盘的方向上，相邻两注水孔之间的间距逐渐扩大，以充分模拟实际降水的逐级下渗情况，以使得测量得到的膨胀性参数更加接近实际情况。进一步的，还包括抽水管，一方面，通过抽水管的抽力作用，使得膨胀土层中央保持一定负压，使得注水管注入的水分能快速膨胀土层内渗流，使得膨胀土层快速浸水饱和，缩短试验时间，提高工作效率。另一方面，抽水管的设计，有效防止水分向大气影响深度下方的土体中渗流，进而导致测量结果出现误差，让水尽量只饱和大气影响深度以内的膨胀土层，尽量减小测量误差。进一步的，所述若干抽水孔在远离所述上顶盘的方向上，相邻两抽水孔之间的间距逐渐减小，起到让水尽量只饱和大气影响深度以内的膨胀土层的作用。进一步的，所述反力盘的直径大于大气影响深度。由于过小的尺寸会使反力盘边缘产生较严重的应力集中，此力可能会破坏试验土体，导致测量失败。当水平向的直径大于竖直向的深度时，工程实践中认为这种情况下应力集中较弱，测量的正常进行。进一步的，还包括若干水分传感器，通过水分传感器可以实时获得膨胀土层内各个深度位置的当前含水率，以便进行含水率与膨胀性参数之间的结合统计和分析，同时，得知当前膨胀土层是否已经浸水饱和。进一步的，若干注水管远离所述上顶盘的一端端部设置为尖端，便于将注水管固定在膨胀土层中。进一步的，还设置弹簧组件，弹簧组件一端连接所述反力盘，另一端连接所述上顶盘，通过反力盘的位移量以及弹簧组件的劲度系数，能够计算得到膨胀土层的膨胀力大小，进而实现膨胀土层的原位膨胀力测量。附图说明图1为本专利技术的第一实施例中的测试装置主视图；图2为本专利技术的第二实施例中的测试装置主视图；图3为本专利技术的第二实施例中的测试装置俯视图。其中：1-螺栓；2-上顶盘；3-注水管；4-位移计；5-弹簧；6-反力盘；7-抽水管；8-注水孔；9-抽水孔；10-水分传感器。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，包括：/n上顶盘(2)，所述上顶盘(2)上开设若干注水管安装孔；/n若干注水管(3)，所述若干注水管(3)的一端分别连接若干注水管安装孔，另一端侧壁上均开设若干注水孔(8)；且，所述注水管(3)连接所述注水管安装孔的一端端部开口；/n反力盘(6)；以及/n若干位移计(4)，所述若干位移计(4)的一端均连接所述反力盘(6)，另一端均连接所述上顶盘(2)；/n使用状态时：所述若干注水管(3)远离所述上顶盘(2)的一端插入膨胀土层，所述反力盘(6)位于所述上顶盘(2)与膨胀土层表面之间，且，所述反力盘(6)表面与膨胀土层表面贴合；所述位移计(4)用于测量所述反力盘(6)的位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，包括：
上顶盘(2)，所述上顶盘(2)上开设若干注水管安装孔；
若干注水管(3)，所述若干注水管(3)的一端分别连接若干注水管安装孔，另一端侧壁上均开设若干注水孔(8)；且，所述注水管(3)连接所述注水管安装孔的一端端部开口；
反力盘(6)；以及
若干位移计(4)，所述若干位移计(4)的一端均连接所述反力盘(6)，另一端均连接所述上顶盘(2)；
使用状态时：所述若干注水管(3)远离所述上顶盘(2)的一端插入膨胀土层，所述反力盘(6)位于所述上顶盘(2)与膨胀土层表面之间，且，所述反力盘(6)表面与膨胀土层表面贴合；所述位移计(4)用于测量所述反力盘(6)的位移。


2.根据权利要求1所述的膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，所述若干注水孔(8)在远离所述上顶盘(2)的方向上，相邻两注水孔(8)之间的间距逐渐扩大。


3.根据权利要求1所述的膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，还包括：
抽水管(7)，所述抽水管(7)的一端穿过所述反力盘(6)与所述上顶盘(2)上开设的抽水管安装孔连接，另一端上开设若干抽水孔(9)；且，所述抽水管(7)与所述抽水管安装孔的一端端部开口；
使用状态时：所述抽水管(7)远离所述上顶盘(2)的一端插入膨胀土层。


4.根据权利要求3所述的膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，所述若干抽水孔(9)在远离所述上顶盘(2)的方向上，相邻两抽水孔(9)之间的间距逐渐减小。


5.根据权利要求1所述的膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，所述反力盘(6)的直径大于大气影响深度。


6.根据权利要求1所述的膨胀土的膨胀性参数原位测试装置，其特征在于，还包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁敏，郭衍辉，马新超，王贤东，李洪涛，胡兴群，安鹏，周伟，张昌波，雷铭，陈学岩，黄云博，汪飞，
申请(专利权)人：陕西佳维空间地理信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61