一种新型侧限压缩试验装置及试验方法制造方法及图纸

技术编号：40777136 阅读：4 留言：0更新日期：2024-03-25 20:22

本发明专利技术提供一种新型侧限压缩试验装置及试验方法，包括压缩组件、动力加载组件、控制和数据收集组件，所述压缩组件设置在动力加载组件的下方侧，用于盛放、饱和待测粗粒土；所述动力加载组件用于提供待测粗粒土需要的加载力；所述控制和数据收集组件用于控制侧限压缩试验的加载过程，同时采集试验过程中的数据信息。本发明专利技术中的装置结构简单、操作方便，消除了侧限压缩试验过程中人为因素的影响，提高了试验精度，增加了可进行侧限压缩试验的土样的粒径范围，大大减少了试验人员的劳动量，为侧限压缩试验提供了更便利、更有效的手段，具有良好的推广价值。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土工试验，特别是涉及一种新型侧限压缩试验装置及试验方法。

技术介绍

1、侧限压缩试验是岩土工程领域中常见的一种试验方法，其主要目的是通过测定粗粒土在不同压力和变形条件下的行为，以研究土体的压缩特性。这项试验旨在了解土体在受力时的压力与变形、时间与变形之间的关系，进而计算土体的压缩系数、压缩模量等参数。

2、在传统室内试验中，侧限压缩试验主要通过使用一个固定体积的钢性圆筒状容器来盛装土体，之后土体的上部被覆盖上钢性压力板，接着对土体上的压力板施加静止的压力。通过百分表等测量设备对土体的压缩变形量进行分析，以获取关键的试验数据。这些数据可以为工程设计和施工提供重要参考，帮助工程师更好地理解土体的力学性质。

3、相较于现场压缩试验而言，室内试验主要受到试验场地和试验设备的限制，其目前存在的缺陷主要有以下几点：

4、1)大部分常规室内侧限压缩试验装置受到自身尺寸的限制，无法进行大粒径粗粒土的侧限压缩试验；

5、2)目前，很多室内侧限压缩试验装置仅通过改变所施加压力的方式进行，加载方式单一；

6、3)绝大多数的侧限压缩装置采用机械传力结构，通过杠杆和砝码的组合施加荷载。然而，由于砝码本身较为笨重，且在加卸过程中存在时差不准、杠杆摆动等问题，这不仅使得操作相对不便，同时也难以避免试验中人为因素对试验精度的不良影响。

7、因此，急需一种新型的侧限压缩试验装置，以达到消除试验过程中人为因素的影响、丰富侧限压缩试验的试验方式、增加侧限压缩试验的试样尺寸的目的。</p>

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种新型侧限压缩试验装置及试验方法，通过新型侧限压缩试验装置，达到消除试验过程中人为因素的影响、丰富侧限压缩试验的试验方法、增加侧限压缩试验的试样尺寸的目的。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种新型侧限压缩试验装置，包括压缩组件、动力加载组件、控制和数据收集组件，所述压缩组件设置在动力加载组件的下方侧，用于盛放、饱和待测粗粒土；所述动力加载组件用于提供待测粗粒土需要的加载力；所述控制和数据收集组件用于控制侧限压缩试验的加载过程，同时采集试验过程中的数据信息。

3、优选的，所述压缩组件包括压缩桶和透水板，所述透水板上贯穿开设有若干个透水孔；所述压缩桶包括下桶、中桶、以及上桶，所述下桶包括下桶桶壁、桶底、进水阀，所述桶底设置在下桶中，所述下桶桶壁上设置有进水阀，所述透水板放置在桶底上；所述中桶包括中桶桶壁；所述上桶包括上桶桶壁、以及排水阀，所述排水阀设置在上桶桶壁上；所述下桶桶壁与中桶桶壁之间、中桶桶壁与上桶桶壁之间密闭连接。

4、优选的，所述桶底的中心处沿竖直方向开设有第一圆孔，沿桶底的水平方向开设有第二圆孔，所述第二圆孔贯穿下桶桶壁、且第一圆孔和第二圆孔连通；所述第二圆孔远离第一圆孔的端部孔壁上开设有内螺纹，用于连接进水阀；所述上桶桶壁上开设有螺纹孔，用于连接排水阀。

5、优选的，所述下桶还包括下桶上连接环、以及下桶把手，所述下桶上连接环设置在下桶桶壁的顶端面上，所述下桶把手设置在下桶桶壁的外周面上；所述中桶还包括中桶下连接环、中桶上连接环、以及中桶把手，所述中桶下连接环设置在中桶桶壁的底端面上，所述中桶上连接环设置在中桶桶壁的顶端面上，所述中桶把手设置在中桶桶壁的外周面上；所述上桶还包括上桶下连接环、上桶上连接环、以及上桶把手，所述上桶下连接环设置在上桶桶壁的底端面上，所述上桶上连接环设置在上桶桶壁的顶端面上，所述上桶把手设置在上桶桶壁的外周面上；所述下桶上连接环、中桶下连接环上均开设有若干个连接孔、且连接孔中设置有紧固螺栓；所述中桶上连接环、上桶下连接环上均开设有若干个连接孔、且连接孔中设置有紧固螺栓。

6、优选的，所述下桶上连接环的顶端面上还开设有下桶上连接环沟槽，所述下桶上连接环沟槽中设置有中下止水橡胶环；所述中桶上连接环的顶端面上还开设有中桶上连接环沟槽，所述中桶上连接环沟槽中设置有中上止水橡胶环。

7、优选的，所述动力加载组件包括动力支撑框架、动力加载框架、以及动力驱动源，所述动力支撑框架包括上层板、下层板、以及若干个支撑杆，所述上层板和下层板之间通过若干个支撑杆固定连接；所述动力驱动源设置在上层板上、且动力驱动源的输出端贯穿上层板；所述动力驱动源与控制和数据收集组件通讯连接；所述动力加载框架设置在下层板上。

8、优选的，所述动力加载框架包括上盘、底盘、立柱、底座、上帽、加载轴、限位板、以及位移传感器，所述底盘固定连接在下层板上，所述上盘设置在底盘的上方侧且二者之间通过若干根立柱固定连接；所述底座设置在底盘上；所述加载轴贯穿上盘，所述加载轴的顶端与动力驱动源连接，所述加载轴的底端与上帽固定连接；所述限位板设置在加载轴的外周面上、且限位板位于上盘的上方侧；所述位移传感器的固定端设置在上盘顶面上，所述位移传感器的活动端与限位板抵接；所述控制和数据收集组件与位移传感器通讯连接。

9、优选的，所述控制和数据收集组件包括采集卡、主机，所述采集卡位移传感器、主机通讯连接。

10、为实现上述目的或其他目的，本专利技术还公开一种新型侧限压缩试验方法，采用上述的新型侧限压缩试验装置，包括压缩组件、动力加载组件、控制和数据收集组件；所述压缩组件包括压缩桶和透水板，所述压缩桶包括下桶、中桶、以及上桶，所述下桶上开设有进水阀，所述上桶中开设有排水阀；所述动力加载组件包括动力支撑框架、动力加载框架、以及动力驱动源；所述动力加载框架包括底盘、加载轴、上帽、位移传感器，所述加载轴的底端与上帽固定连接，所述控制和数据收集组件与位移传感器、动力驱动源通讯连接；步骤如下：

11、s1：将动力加载框架的底盘安装在动力支撑框架中，将动力驱动源安装在动力支撑框架中、且动力驱动源位于动力支撑框架的上方侧；

12、s2：将下桶放置在动力支撑框架的底盘上，将透水板放在下桶中，然后将中桶密闭连接在下桶的上方，将上桶密闭连接在中桶上；

13、s3：在透水板上放置一张滤纸，然后向压缩桶中放入待测粗粒土；

14、s4：将供水装置与进水阀连通，并调整进水流速，此时进水阀、排水阀均为关闭状态；

15、s5：将排水管与排水阀连接，并依次打开进水阀、排水阀，待水面淹没待测粗粒土的上表面并保持一段时间；

16、s6：关闭排水阀、进水阀，并将排水管与进水阀连接；

17、s7：通过控制和数据收集组件启动动力驱动源，使动力驱动源带动加载轴、上帽升降运动，直至上帽与待测粗粒土的上表面接触；

18、s8：打开进水阀；

19、s9：通过控制和数据收集组件进行逐级加压，并根据位移传感器检测的数据记录试验数据，试验数据通过控制和数据收集组件进行分析处理。

20、优选的，步骤s5中水面淹没待测粗粒土的上表面并保持24小时。

21、如上所述，本专利技术的新本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型侧限压缩试验装置，其特征在于：包括压缩组件、动力加载组件、控制和数据收集组件(300)，所述压缩组件设置在动力加载组件的下方侧，用于盛放、饱和待测粗粒土；所述动力加载组件用于提供待测粗粒土需要的加载力；所述控制和数据收集组件(300)用于控制侧限压缩试验的加载过程，同时采集试验过程中的数据信息。

2.根据权利要求1所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述压缩组件包括压缩桶(100)和透水板(200)，所述透水板(200)上贯穿开设有若干个透水孔；所述压缩桶(100)包括下桶(101)、中桶(102)、以及上桶(103)，所述下桶(101)包括下桶桶壁(101A)、桶底(101D)、进水阀(101C)，所述桶底(101D)设置在下桶(101)中，所述下桶桶壁(101A)上设置有进水阀(101C)，所述透水板(200)放置在桶底(101D)上；所述中桶(102)包括中桶桶壁(102A)；所述上桶(103)包括上桶桶壁(103A)、以及排水阀(103E)，所述排水阀(103E)设置在上桶桶壁(103A)上；所述下桶桶壁(101A)与中桶桶壁(102A)之间、

3.根据权利要求2所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述桶底(101D)的中心处沿竖直方向开设有第一圆孔，沿桶底(101D)的水平方向开设有第二圆孔，所述第二圆孔贯穿下桶桶壁(101A)、且第一圆孔和第二圆孔连通；所述第二圆孔远离第一圆孔的端部孔壁上开设有内螺纹，用于连接进水阀(101C)；所述上桶桶壁(103A)上开设有螺纹孔，用于连接排水阀(103E)。

4.根据权利要求2所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述下桶(101)还包括下桶上连接环(101B)、以及下桶把手(101E)，所述下桶上连接环(101B)设置在下桶桶壁(101A)的顶端面上，所述下桶把手(101E)设置在下桶桶壁(101A)的外周面上；所述中桶(102)还包括中桶下连接环(102C)、中桶上连接环(102B)、以及中桶把手(102D)，所述中桶下连接环(102C)设置在中桶桶壁(102A)的底端面上，所述中桶上连接环(102B)设置在中桶桶壁(102A)的顶端面上，所述中桶把手(102D)设置在中桶桶壁(102A)的外周面上；所述上桶(103)还包括上桶下连接环(103C)、上桶上连接环(103B)、以及上桶把手(103D)，所述上桶下连接环(103C)设置在上桶桶壁(103A)的底端面上，所述上桶上连接环(103B)设置在上桶桶壁(103A)的顶端面上，所述上桶把手(103D)设置在上桶桶壁(103A)的外周面上；所述下桶上连接环(101B)、中桶下连接环(102C)上均开设有若干个连接孔、且连接孔中设置有紧固螺栓；所述中桶上连接环(102B)、上桶下连接环(103C)上均开设有若干个连接孔、且连接孔中设置有紧固螺栓。

5.根据权利要求4所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述下桶上连接环(101B)的顶端面上还开设有下桶上连接环沟槽，所述下桶上连接环沟槽中设置有中下止水橡胶环；所述中桶上连接环(102B)的顶端面上还开设有中桶上连接环沟槽，所述中桶上连接环沟槽中设置有中上止水橡胶环。

6.根据权利要求1所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述动力加载组件包括动力支撑框架(201)、动力加载框架(202)、以及动力驱动源(201D)，所述动力支撑框架(201)包括上层板(201A)、下层板(201C)、以及若干个支撑杆(201B)，所述上层板(201A)和下层板(201C)之间通过若干个支撑杆(201B)固定连接；所述动力驱动源(201D)设置在上层板(201A)上、且动力驱动源(201D)的输出端贯穿上层板(201A)；所述动力驱动源(201D)与控制和数据收集组件(300)通讯连接；所述动力加载框架(202)设置在下层板(201C)上。

7.根据权利要求6所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述动力加载框架(202)包括上盘(202E)、底盘(202G)、立柱(202F)、底座(202C)、上帽(202B)、加载轴(202D)、限位板(202H)、以及位移传感器(202A)，所述底盘(202G)固定连接在下层板(201C)上，所述上盘(202E)设置在底盘(202G)的上方侧且二者之间通过若干根立柱(202F)固定连接；所述底座(202C)设置在底盘(202G)上；所述加载轴(202D)贯穿上盘(202E)，所述加载轴(202D)的顶端与动力驱动源(201D)连接，所述加载轴(202D)的底端与上帽(202B)固定连接；所述限...

【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述压缩组件包括压缩桶(100)和透水板(200)，所述透水板(200)上贯穿开设有若干个透水孔；所述压缩桶(100)包括下桶(101)、中桶(102)、以及上桶(103)，所述下桶(101)包括下桶桶壁(101a)、桶底(101d)、进水阀(101c)，所述桶底(101d)设置在下桶(101)中，所述下桶桶壁(101a)上设置有进水阀(101c)，所述透水板(200)放置在桶底(101d)上；所述中桶(102)包括中桶桶壁(102a)；所述上桶(103)包括上桶桶壁(103a)、以及排水阀(103e)，所述排水阀(103e)设置在上桶桶壁(103a)上；所述下桶桶壁(101a)与中桶桶壁(102a)之间、中桶桶壁(102a)与上桶桶壁(103a)之间密闭连接。

3.根据权利要求2所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述桶底(101d)的中心处沿竖直方向开设有第一圆孔，沿桶底(101d)的水平方向开设有第二圆孔，所述第二圆孔贯穿下桶桶壁(101a)、且第一圆孔和第二圆孔连通；所述第二圆孔远离第一圆孔的端部孔壁上开设有内螺纹，用于连接进水阀(101c)；所述上桶桶壁(103a)上开设有螺纹孔，用于连接排水阀(103e)。

4.根据权利要求2所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述下桶(101)还包括下桶上连接环(101b)、以及下桶把手(101e)，所述下桶上连接环(101b)设置在下桶桶壁(101a)的顶端面上，所述下桶把手(101e)设置在下桶桶壁(101a)的外周面上；所述中桶(102)还包括中桶下连接环(102c)、中桶上连接环(102b)、以及中桶把手(102d)，所述中桶下连接环(102c)设置在中桶桶壁(102a)的底端面上，所述中桶上连接环(102b)设置在中桶桶壁(102a)的顶端面上，所述中桶把手(102d)设置在中桶桶壁(102a)的外周面上；所述上桶(103)还包括上桶下连接环(103c)、上桶上连接环(103b)、以及上桶把手(103d)，所述上桶下连接环(103c)设置在上桶桶壁(103a)的底端面上，所述上桶上连接环(103b)设置在上桶桶壁(103a)的顶端面上，所述上桶把手(103d)设置在上桶桶壁(103a)的外周面上；所述下桶上连接环(101b)、中桶下连接环(102c)上均开设有若干个连接孔、且连接孔中设置有紧固螺栓；所述中桶上连接环(102b)、上桶下连接环(103c)上均开设有若干个连接孔、且连接孔中设置有紧固螺栓。

5.根据权利要求4所述的新型侧限压缩试验装置，其特征在于：所述下桶上连接环(101b)的顶端面上还开设有下桶上连接环沟槽，所述下桶上连接环沟槽中设...

【专利技术属性】
技术研发人员：林恒星，付永奎，杨云超，周晨光，刘丽，张芳勇，巩绪威，邹浩，邢成豪，唐彧杰，居浩，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人