一種新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的制作方法

本發明涉及一種新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置，屬于土建領域的室內試驗裝置技術領域。

背景技術：

在各種不種類型的地基土上施工時，水的影響一直是一個不可忽視的因素，對于同樣的水浸濕條件，黃土和鹽漬土這兩種地基土會有不同的反應，即黃土的濕陷性和鹽漬土的溶陷性。我國《濕陷性黃土地區建筑規范》的定義為在一定壓力下受水浸濕，土結構迅速破壞，并產生顯著附加下沉的黃土叫濕陷性黃土。鹽漬土是含鹽量超過一定數量的土，交通部《公路路基設計規范》規定，當土中的易溶鹽含量超過0.5％時稱為鹽漬土。鹽漬土中的鈉、鎂和鉀鹽都屬于易溶鹽，這些鹽類成為圖顆粒之間膠結物的主要成分，干燥狀態下它具有強度高、壓縮性小的特點，但遇水后，可溶性鹽類溶解，土體在荷載自重作用下下沉。也就是說，鹽漬土土體在天然狀態下是很好的地基，一旦自然條件改變就會產生溶陷、膨脹和腐蝕等情況，使建筑物裂縫、傾斜或結構被腐蝕破壞，造成巨大的經濟損失。因此，對于鹽漬土地區的樣本進行測試試驗，得出可靠的溶陷試驗數據，對于鹽漬土地區施工的安全和穩定性具有重要的現實和經濟意義。

目前，現行的測溶陷試驗的裝置在室內僅能完成細顆粒鹽漬土的溶陷實驗，對于粗顆粒鹽漬土只能在室外用大型裝置做此類試驗，這樣的室外試驗耗時耗力，經濟性很差。

技術實現要素：

本發明提供一種可測粗顆粒鹽漬土溶陷性的可變加載試驗裝置，包括用于盛裝鹽漬土的具有出水口的容器和設置于所述容器上的加載部，所述加載部包括位于上方的水平設置的加載桿，以及位于所述加載桿下方的承壓桿，所述承壓桿底部設置其下表面與鹽漬土接觸，可向下壓縮鹽漬土的墊板；所述加載桿一端設置可移動平衡塊，另一端懸掛滑動式加載砝碼，實現連續可變加載；在測試土樣的指定深度處位置，靠近容器壁處埋入沉降標，沉降標上設百分表測試各土層的沉降量。

優選地，所述的承壓桿中段設有平臺，所述平臺上設有向外延伸并超出所述平臺表面部分的伸出桿，并使所述伸出桿的遠離所述承壓桿的一端用于固定所述百分表。

優選地，所述伸出桿設有六個，并沿著所述平臺的周向等間距設置，且每一個所述伸出桿遠離所述承壓桿的一端上一一對應地設有百分表。

優選地，所述百分表中包括一個第二百分表，所述第二百分表固定于加載桿，表頭接觸容器邊緣，用于測試土層的整體沉降。

優選地，所述容器底部鋪設碎石層或沙粒層。

優選地，所述碎石層或沙粒層與所述鹽漬土層的底部之間設有無紡布相隔。

優選地，所述出水口包括第一出水口，所述第一出水口開設于所述容器的底部的側壁上，并具有水平向外伸出且折彎豎直向上的伸出管。

優選地，所述墊板上具有一個或者多個小通孔。

優選地，所述墊板的上表面具有壓塊，所述壓塊與所述承壓桿的底端固定連接。

優選地所述加載部通過豎桿焊接于所述容器壁上，且使所述承壓桿與所述容器的中線對齊。

本發明提供的一種新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置，可在室內測粗顆粒鹽漬土的溶陷性，且具有較高精確度，大大優化了成本和實驗程序。

附圖說明

圖1為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的部分結構正視圖；

圖2為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置未放入鹽漬土時的部分結構正視圖；

圖3為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的整體結構正視圖；

圖4為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的承壓桿結構正視圖；

圖5為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的承壓桿a截面向下俯視結構示意圖；

圖6為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的承壓桿b截面向下俯視結構示意圖；

圖7為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的不同尺寸的墊板結構俯視圖；

圖8為本發明實施例的新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置的不同尺寸的沉降標結構示意圖；

附圖標記說明：

11、沉降標；12、溢水口；13、容器；14、加載桿；15、碎石層；16、第三出水口；17、伸出管；170、第二出水口；20、連接桿；21、承壓桿；41、墊板；410、壓塊；32、百分表；31、第二百分表；211、豎桿；201、平衡塊；202、砝碼；42、平臺；420、伸出桿。

具體實施方式

如圖1-8所示，本發明的實施例提供一種新型室內粗顆粒鹽漬土溶陷系數測試裝置。該裝置包括用于盛裝鹽漬土的具有出水口的容器13和設置于容器13上的加載部。加載部包括位于上方的水平設置的加載桿14，以及位于加載桿14下方的承壓桿21，承壓桿21底部設置其下表面與鹽漬土接觸，可向下壓縮鹽漬土的墊板41。加載桿14一端設置可移動平衡塊201，另一端懸掛滑動式加載砝碼202，實現連續可變加載。在測試土樣的指定深度處位置，靠近容器壁處埋入沉降標11，沉降標上設百分表測試各土層的沉降量。

其中，沉降標11為上下端各具有一個小圓鋼板，中間焊接可伸縮鐵絲（將可伸縮鐵絲置于管中），使用時，下端的小圓鋼板埋入土層內，上端的小圓鋼板架設百分表，如此，測量各土層的沉降量。

在本實施例中，容器13是圓筒，當然還可以是其他形狀的容器，本實施例在此不做限定。

進一步地，承壓桿20的中段設有平臺42（本實施例是個小圓平臺），平臺42上設有向外延伸并超出平臺42表面部分的伸出桿420，并使伸出桿420的遠離承壓桿21的一端用于固定百分表32。其中，伸出桿420具有兩個相對設置的鋼制桿，使用時，將百分表置于兩個鋼制桿之間，外側用螺絲固定即可。

進一步地，伸出桿420設有六個，并沿著平臺42的周向等間距設置，且每一個伸出桿420遠離所述承壓桿21的一端上一一對應地設有百分表32。

其中，將各個百分表外接于電腦上，可以用軟件來定時計錄數據。

需要說明的是，沉降標11可根據測量需求靈活設置多個（在鹽漬土不同深度處設置多個沉降標11，便于測量）。沉降標11由厚度小于1厘米的小圓鋼板制成，使用時，使得每一個沉降標11的鐵絲（其邊緣焊接硬質鐵絲）伸出端與各自對應的百分表的底端接觸，從而測量鹽漬土的變化位移量。

進一步地，該裝置還包括一個第二百分表31，第二百分表31的鐵絲伸出端與容器13內壁接觸并位于鹽漬土的上方，其上方也通過小圓平臺上的伸出桿420固定，用于測量鹽漬土的整體的下沉量。

進一步地，容器13底部鋪設碎石層15或沙粒層，用于作為反濾層（可由粗到細鋪設），過濾鹽和水，確保鹽漬土不被過濾掉。為增強過濾效果，碎石層15或沙粒層與鹽漬土層的底部之間設有無紡布相隔。

進一步地，出水口包括第一出水口170，第一出水口170開設于容器13的底部的側壁上（其在容器13底部的高度可位于碎石層15或沙粒層的層高之間），并具有水平向外伸出且折彎豎直向上的伸出管17。伸出管17為帶有刻度的玻璃管，便于觀察水量的變化。需要補充的是，容器13的上部左側壁上留一個溢水口，用于排除多余水量。容器13的左側底部還設有第三出水口16（第三出水口16的高度可與第一出水口170相同或者高度差不多），用于向下排出多余水量。

進一步地，墊板41上具有一個或者多個小通孔（詳見圖7）。便于在承壓桿21的豎直向下作用的壓力下擠壓鹽漬土時，可將鹽漬土的水通過墊板41上的通孔向上方擠出。墊板41由1厘米左右厚度的鋼板制成，本實施例中應有直徑從8厘米到20厘米不等的五個墊板，板上的小孔，便于水分溢出。

進一步地，墊板41的上表面具有壓塊410，壓塊410與承壓桿21的底端固定連接，使用時，讓壓塊410的下表面與墊板41的上表面充分接觸，用于對墊板41傳遞向下的壓力。

進一步地，加載部通過豎桿211焊接于容器壁上（使豎桿211的頂端鉸接于加載桿14的第一鉸接點），且使承壓桿21與容器的中線對齊（如圖3所示）。需要說明的是，承壓桿21的上端通過連接桿20的頂端鉸接于加載桿14的第二鉸接，第二鉸接點位于第一鉸接點的右側（第二鉸接點更靠近砝碼端）。

本實施例提供的一種可測粗顆粒鹽漬土溶陷性的可變加載試驗裝置的工作原理是，加載桿一端可掛砝碼或重物（通過其上留有的數個凹槽掛重物或者砝碼），本發明實施例的實驗裝置，在加載桿一端設置了可調節的凹槽，通過施加不同重量、讓重物或者砝碼掛在不同的凹槽位置，可以實現加載的連續可變，如果在加載桿一端連接可以施加動荷載的電機，也可以給鹽漬土施加動荷載），另一端有可調的平衡塊（類似于杠桿秤的工作原理）。在加載桿一端放上重物，通過力臂將力放大，再通過承壓桿將力施加在浸水的鹽漬土上（容器內的鹽漬土提前加入適量的水），通過測定承壓板的沉降量，來測定鹽漬土的溶陷性。值得說明的是，該裝置還可利用高低溫濕熱交變實驗箱模擬不同的溫度，研究溫度對鹽漬土溶陷性的影響。

與現有技術相比，本發明實施例提供的一種可測粗顆粒鹽漬土溶陷性的可變加載試驗裝置至少可以達到的有益效果是：

（1）可在室內測粗顆粒鹽漬土的溶陷性，且具有較高精確度，大大優化了成本和實驗程序；

（2）可測量不同溫度對鹽漬土溶陷性的影響；

（3）裝置具有成本低、裝置簡單有效、操作過程簡便、準確性高等優點；

（4）裝置采用合理尺寸的圓筒，可以較精確的在室內測量粗顆粒鹽漬土的溶陷性。

本發明所述的具體實施方式并不構成對本申請范圍的限制，凡是在本發明構思的精神和原則之內，本領域的專業人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進等均應包含在本發明的保護范圍之內。