一种多功能膨胀土渗透模型箱制造技术

一种多功能膨胀土渗透模型箱，包括箱体，所述箱体由侧面交替设置的亚克力板、第一钢板以及底部设置的第二钢板固接而成，第一钢板和第二钢板采用铁板焊接和螺栓固定，亚克力板和第一钢板、第二钢板通过玻璃胶密封；所述第一钢板的底板开设有可拆卸排水口；所述箱体内部安装有渗水管、土壤水分传感器、振弦式土压力计。本发明专利技术提供的多功能膨胀土渗透模型箱具有完善的渗透系统与排水系统能够让水分更快速、更均匀地渗透到土体中，达到设计含水率的状态，提高测量精度；本发明专利技术提供的多功能膨胀土渗透模型箱内设置有振弦式土压力计和土壤水分传感器，能够一体化完成膨胀土的体积含水率、膨胀力、竖向位移等参数的测量，提高测量效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能膨胀土渗透模型箱


[0001]本技术涉及岩土工程
，具体涉及一种多功能膨胀土渗透模型箱。

技术介绍

[0002]膨胀土是自然地质形成过程中产生的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体，分布十分广泛，对各类浅表层轻型工程如公路、铁路、房建和水利水电工程建设具有特殊的危害作用。为了最大程度上利用膨胀土资源，减少工程事故，保障施工质量，目前已有大量针对膨胀土的改良研究。
[0003]在开展模型试验的膨胀土改良研究中，专利技术人发现，目前开展的模型试验中，如学者许英姿在《碎石改良膨胀土模型试验研究》一文中所设计的模型箱，学者王年香在《膨胀土挡墙侧向膨胀压力研究》中设计的模型箱等，普遍存在以下设计问题：1.模型箱基本为密实箱体，土体经过夯实之后，水体很难均匀渗透到深层土，尽管有些模型箱考虑到渗水问题，布置了渗水管，但是渗水管打孔密度不合理以及均匀渗水的问题仍然没有有效地解决，土体深部仍难以达到设计含水率，造成深层埋设的传感器数值存在较大误差；2.箱体大都由钢板、木板或其他透明度较差的材料构成，无法满足土体膨胀变形的观测需要以及土体分层测试研究的需要；有些模型箱为了观测需要，使用纯玻璃的形式，其强度又得不到保证，模型箱易遭受损坏；3.模型箱功能结构单一，大量实验材料进行的模型试验往往只能得到一两个参数值，效率不高，易造成资源浪费。因此，急需一种多功能膨胀土渗透模型箱。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术中的不足，提供一种多功能膨胀土渗透模型箱，能够让水分更快速、更均匀地渗透到土体中，达到设计含水率的状态；能够一体化完成膨胀土的体积含水率、膨胀力、竖向位移等参数的测量；能够从侧面观测土体的膨胀变形、裂隙发育等特性；能够直接进行改良土与素土的对比研究，减少实验误差。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种多功能膨胀土渗透模型箱，包括箱体，所述箱体由侧面交替设置的亚克力板、第一钢板以及底部设置的第二钢板固接而成，第一钢板和第二钢板采用铁板焊接和螺栓固定，亚克力板和第一钢板、第二钢板通过玻璃胶密封；所述第一钢板的底板开设有可拆卸排水口；所述箱体内部安装有渗水管、土壤水分传感器、振弦式土压力计。
[0007]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0008]进一步地，所述箱体的尺寸为2m
×
1m
×
0.5m。
[0009]进一步地，所述亚克力板、第一钢板厚度均为20mm。
[0010]进一步地，所述第二钢板厚度为50mm。
[0011]进一步地，所述亚克力板表面固接有尺寸为25mm的竖梃和横梃，以增强箱体强度。
[0012]进一步地，所述亚克力板的中部具有让挡板插入的凹槽，在凹槽中插入挡板后，可以将箱体分隔为左右两部分，分别放置改良土与素土进行对比研究。
[0013]进一步地，所述可拆卸排水口直径为40mm。
[0014]进一步地，所述可拆卸排水口上方开设有三个圆孔，便于振弦式土压力计引出的电缆与采集仪连接。
[0015]进一步地，所述渗水管为侧面开设有渗水孔，所述渗水孔的数量由上到下逐层减少，以实现各深度方向均匀渗水。
[0016]进一步地，所述振弦式土压力计分别埋设于箱体12深度70mm、220mm、370mm处；土壤水分传感器分别埋设于箱体12的1/3、1/2、2/3处，振弦式土压力计和土壤水分传感器之间错层埋设，最大程度减小仪器之间相互影响。
[0017]本技术的有益效果是：
[0018](1)本专利技术提供的多功能膨胀土渗透模型箱具有完善的渗透系统与排水系统能够让水分更快速、更均匀地渗透到土体中，达到设计含水率的状态，提高测量精度；
[0019](2)本专利技术提供的多功能膨胀土渗透模型箱内设置有振弦式土压力计和土壤水分传感器，能够一体化完成膨胀土的体积含水率、膨胀力、竖向位移等参数的测量，提高测量效率；
[0020](3)本专利技术模型箱的箱体侧面为亚克力板，亚克力板的表面焊接有横梃与竖梃，与现有试验模型箱相比，既能满足强度需要，同时也能满足观测需要，能够从侧面观测土体的膨胀变形、裂隙发育等特性；
[0021](4)本专利技术设置的渗水管侧面具有渗水孔，渗水孔的数量由上到下逐层减少，充分考虑到水体自重，以实现各深度方向均匀渗水，试验结果更加精确；
[0022](5)本专利技术模型箱箱体的亚克力板中部设有凹槽，可以插入挡板，将模型箱分隔为左右两部分，分别放置改良土与素土直接进行对比研究，减少实验误差；
[0023](6)本专利技术设置的振弦式土压力计与土壤水分传感器之间错层埋设，能够最大程度减小仪器之间的相互影响；
[0024](7)专利技术人利用本模型箱进行了橡胶颗粒改良南京地区弱
‑
中等膨胀土路基路用性能研究试验，所测得的侧向压力和体积含水率与有限元软件ABAQUS进行的有限元分保持了较高的吻合度，较好的反映出膨胀土在不同含水率的下，膨胀力的变化规律，满足模型试验的需求，对于推动膨胀土性能改良研究具有积极意义。
附图说明
[0025]图1为本技术模型箱结构图；
[0026]图2为本技术模型箱平面图；
[0027]图3为本技术模型箱截断立面图；
[0028]图4为本技术模型箱渗水管结构图；
[0029]其中，1为亚克力板，2为侧面钢板，3为可拆卸排水口，4为圆孔，5为底部钢板，6为竖梃，7为横梃，8为渗水管，9为土壤水分传感器，10为振弦式土压力计，11为凹槽，12为箱体。
具体实施方式
[0030]下面结合附图详细说明本技术。
[0031]如图1
‑
2所示，一种多功能膨胀土渗透模型箱，包括尺寸为2m
×
1m
×
0.5m的箱体12，所述箱体12由侧面交替设置的亚克力板1、第一钢板2以及底部设置的第二钢板5固接而成，所述亚克力板1、第一钢板2厚度均为20mm，所述第二钢板5厚度为50mm；所述亚克力板1表面固接有尺寸为25mm的竖梃6和横梃7以增强箱体12强度，所述亚克力板1的中部具有让挡板插入的凹槽11，在凹槽11中插入挡板后，可以将箱体12分隔为左右两部分，分别放置改良土与素土进行对比研究；所述第一钢板2的底板开设有排水口3，所述排水口3直径为40mm，所述排水口3上方开设有三个圆孔4，便于振弦式土压力计10引出的电缆与采集仪连接；所述箱体12内部安装有渗水管8、土壤水分传感器9、振弦式土压力计10，所述渗水管8为侧面开设有渗水孔，如图4所示，所述渗水孔的数量由上到下逐层减少，以实现各深度方向均匀渗水，所述振弦式土压力计10分别埋设于箱体12深度70mm、220mm、370mm处；土壤水分传感器9分别埋设于箱体12的1/3、1/2、2/3处，如图3所示，振弦式土压力计10和土壤水分传感器9之间错层埋设，最大程度减小仪器之间相互影响。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能膨胀土渗透模型箱，其特征在于，包括箱体(12)，所述箱体(12)由侧面交替设置的亚克力板(1)、第一钢板(2)以及底部设置的第二钢板(5)固接而成；所述第一钢板(2)的底板开设有可拆卸排水口(3)；所述箱体(12)内部安装有渗水管(8)、土壤水分传感器(9)、振弦式土压力计(10)。2.根据权利要求1所述的一种多功能膨胀土渗透模型箱，其特征在于，所述箱体(12)的尺寸为2m
×
1m
×
0.5m。3.根据权利要求1所述的一种多功能膨胀土渗透模型箱，其特征在于，所述亚克力板(1)、第一钢板(2)厚度均为20mm。4.根据权利要求1所述的一种多功能膨胀土渗透模型箱，其特征在于，所述第二钢板(5)厚度为50mm。5.根据权利要求1所述的一种多功能膨胀土渗透模型箱，其特征在于，所述亚克力板(1)表面固接有尺寸为25mm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱天赐，车佳怿，沈浪，徐凯，叶英杰，沈正，方芳，庞博，洪明星，赵士博，陈宇洋，娄泉，祁铭，何骏飞，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：