应力-干湿-冻融耦合作用的非饱和土试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及应力

【技术实现步骤摘要】
应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置


[0001]本专利技术涉及室内土工试验
，具体涉及应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]非饱和土在自然界广泛地存在，尤其在干旱与半干旱地区，其内部孔隙由水和空气填充，对环境中的温(温度)、湿(含水量)变化极为敏感，温、湿条件随季节的周期性变化，使得非饱和土经历周期的干湿和冻融作用，相应影响非饱和土的力学性质，危害工程结构的长期安全与稳定。但目前，考虑气候的周期性变化及土体实际应力状态，关于应力
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干湿
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冻融耦合条件下的膨胀土变形、持水、强度问题的研究却罕见报道。
[0004]目前，实验室土工真三轴测试系统主要用于非饱和土在不同应力路径下的变形、强度等指标测量。为了研究温度、湿度、应力等因素的影响，一方面，通过增加温控箱改造升级非饱和土真三轴测试系统，使其具备了应力
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冻融耦合作用下试样力学性质的测量功能，但未能考虑干湿对力学性质的影响。另一方面，多数非饱和土真三轴试验考虑了应力
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干湿
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冻融多因素影响，采用预先干湿以及冻融试验，之后再对试样进行真三轴力学性质测试，很显然该路径未能真正实现应力
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干湿
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冻融的耦合，同时测量结果仍与土样实际应力状态存在差距。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，实现了应力
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干湿
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冻融耦合作用下非饱和土强度等指标参数的测量。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]本专利技术的实施例提供了应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，包括压力室，压力室内设有底座，底座上方设有竖向加载机构以实现对试样施加荷载，还包括用于放置在试样顶面的试样帽，试样帽和底座用于朝向试验的表面设有液体槽，且覆盖有半透膜，试样帽和底座的液体槽接入干湿循环系统中以实现试样的干湿循环，压力室内部空间接入冻融循环系统中以实现试样的冻融循环。
[0008]可选的，所述干湿循环系统包括存液罐，存液罐放置在称重元件上，利用称重元件进行支撑，存液罐和底座、试样帽的液体槽均接入第一循环管路中，第一循环管路设有驱动泵以驱动存液罐内存储的液体流动。
[0009]可选的，所述冻融循环系统包括液压油源，液压油源及压力室内部空间均接入第二循环管路中，第二循环管路设置有开关阀和换热元件。
[0010]可选的，所述液压油源设有调压阀以调节其输出的液体压力。
[0011]可选的，所述试样帽和底座用于朝向试样的表面与半透膜之间设置有筛网。
[0012]可选的，所述压力室内部设置有压力检测元件以检测冻融循环系统通入压力室的
液体的压力。
[0013]可选的，所述压力室顶部还设置有排气管，排气管上安装有排气阀。
[0014]可选的，所述压力室的顶部室壁安装有竖向加载机构以对试样施加竖向荷载，所述压力室的两个相对的侧室壁均安装有横向加载机构以对试样施加水平向荷载。
[0015]可选的，所述底座的顶面设置有第一凸起，所述竖向加载机构的加载部分设有与第一凸起配合的第一凹槽，第一凸起嵌入第一凹槽中，所述底座的底面设有与第一凸起同轴的第二凸起，第二凸起嵌入支撑架的第二凹槽中，底座与支撑架固定，支撑架固定在压力室内部对底座进行支撑。
[0016]可选的，所述底座和试样帽的液体槽设置多个，液体槽采用螺旋形状，且多个液体槽同心设置。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018]1.本专利技术的试验装置，具有竖向加载机构，能够对试样施加荷载以对试样施加应力，同时底座及试样帽设有液体槽，液体槽接入干湿循环系统中，干湿循环系统循环流动的液体与试样之间能够利用半透膜进行水交换，实现试样吸水或排水，实现干湿循环，同时压力室和冻融循环系统能够对试样进行冻融循环，进而实现了试样在应力
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干湿
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冻融耦合作用下的试验，测量出非饱和土样应力
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干湿
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冻融复杂路径下的强度指标等参数，解决了现有试验仪器未能实现的问题，即应力
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干湿
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冻融耦合复杂加载条件下非饱和土应力试验，更符合土体实际受力状态。
[0019]2.本专利技术的试验装置，压力室的两个侧部室壁设有横向加载机构，使得整个试验即可进行单轴试验也可进行三轴试验，提高了整个试验装置的适用性。
[0020]3.本专利技术的试验装置，干湿循环系统中的存液罐放置在称重元件上，通过称重元件的读数可以判定干湿循环用液体是否与试样达到吸力平衡，使用方便。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1是本专利技术实施例1整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例1干湿循环系统示意图；
[0024]其中，1.压力室，2.底部腔壁，3.底座，4.竖向加载机构，5.试样帽，6.液体槽，7.筛网，8.半透膜，9.存液罐，10.第一循环管道，11.驱动泵，12.电子秤，13.高分子溶液，14.液压油源，15.第二循环管路，16.调压阀，17.管路换热器，18.温度传感器，19.温度数显模块，20.第一开关阀，21.第二开关阀，22.控制系统，23.压力传感器，24.液压数显模块，25.横向加载机构，26.排气阀，27.试样，28.橡胶膜，29.位移数显模块，30.压力数显模块。
具体实施方式
[0025]为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供了应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，如图1
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图2所示，包括压力室1，压力室1采用腔体结构，内部具有用于放置非饱和土试样的空腔，压力室1的一侧侧部腔壁为可拆卸，方便将试样放入压力室内部。
[0028]所述压力室1的底部腔壁2上表面设置有支撑架，支撑架底端与底部腔壁固定，顶端设置有底座3，底座3用于对试样进行支撑。
[0029]底座3的正上方设置有竖向加载机构4，竖向加载机构4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，其特征在于，包括压力室，压力室内设有底座，底座上方设有竖向加载机构以实现对试样施加荷载，还包括用于放置在试样顶面的试样帽，试样帽和底座用于朝向试验的表面设有液体槽，且覆盖有半透膜，试样帽和底座的液体槽接入干湿循环系统中以实现试样的干湿循环，压力室内部空间接入冻融循环系统中以实现试样的冻融循环。2.如权利要求1所述的应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，其特征在于，所述干湿循环系统包括存液罐，存液罐放置在称重元件上，利用称重元件进行支撑，存液罐和底座、试样帽的液体槽均接入第一循环管路中，第一循环管路设有驱动泵以驱动存液罐内存储的液体流动。3.如权利要求1所述的应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，其特征在于，所述冻融循环系统包括液压油源，液压油源及压力室内部空间均接入第二循环管路中，第二循环管路设置有开关阀和换热元件。4.如权利要求3所述的应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，其特征在于，所述液压油源设有调压阀以调节其输出的液体压力。5.如权利要求1所述的应力
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干湿
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冻融耦合作用的非饱和土试验装置，其特征在于，所述试样帽和底座用于朝向试...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，章博涛，赵新波，孔亮，杨博文，刘蒙蒙，王朔，张晓敏，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：