固結過程分飽和土固結和非飽和土固結兩種情況，實驗人員可根據實驗情況的需要，在土樣端部鋪設濾紙(排水條件)或塑料薄膜(不排數條件)。
[0025]4.固結完成后，卸下護筒，移走全面積壓板；按《土工試驗方法標準GB/T50123-1999))用環刀取護筒部分的土，用環刀法獲取實驗前土樣的濕密度和干密度；用直刮刀修平土樣筒頂部的試樣。
[0026]5.根據循環荷載實驗的排水條件需要，設置不同的排水路徑。單向上排水條件時，在土樣上部鋪設濾紙，在土樣下部鋪設塑料膜；雙向排水條件時，在土樣兩端鋪設濾紙。
[0027]6.按圖5 (試樣筒土樣、傳感器安裝示意圖)填筑擊實筒土樣和埋置測量傳感器，按圖1 (循環荷載下土體內應力測試儀結構示意圖)組裝儀器。注意激振器頂桿與杠桿壓力儀頂桿吊環部位恰好接觸。位移傳感器接觸承壓板。孔隙水壓力傳感器、土壓力傳感器和位移傳感器均連接至數據采集儀和計算機系統。
[0028]7.通過千斤頂向土樣的周圍位置施加與固結壓力相等的周圍壓力。在杠桿壓力儀的杠桿上放置砝碼，使土樣中心位置受到的靜壓力等于固結壓力。激振器產生的激振力是為了模擬地基收到車輛荷載和外部沖擊等產生的附加荷載。通過計算機控制系統，啟動信號發生器，生成周期波形，傳輸至激振器形成周期荷載波，使土樣中心部位除收到靜載壓力外，還受到一個周期循環荷載。
[0029]8.在施加循環荷載前，記錄土中土壓力和孔隙水壓力的初始值。土樣在循環荷載過程中，記錄得的土壓力值和孔隙水壓力值的實測值。壓力實測值與初始值之差為土中附加應力響應。利用數據采集儀和計算機系統，記錄土體內應力和沉降位移的過程量。
[0030]9.試驗完畢后，按《土工試驗方法標準GB/T50123-1999》用環刀取試樣筒內的土，用環刀法測量試驗后土樣的濕密度、干密度和含水率。
【主權項】
1.循環荷載下土體內應力測試簡易儀器，其特征在于，包括土樣周圍位置靜荷載施加系統、土樣中心位置循環荷載施加系統、應力位移測量系統和計算機控制系統。2.根據權利要求1所述循環荷載下土體內應力測試簡易儀器，其特征在于，所述土樣周圍位置靜荷載施加系統包括:剛性受力架，千斤頂，測力環，杠桿壓力儀中的重型擊實筒和壓力傳遞桿；壓力傳遞桿與土樣接觸的部位為一個環形。3.根據權利要求1所述循環荷載下土體內應力測試簡易儀器，其特征在于，所述土樣中心位置循環荷載施加系統包括:信號發生器、功率放大器、電動式激振器、激振器固定架、杠桿壓力儀、承載板，且激振器被固定在激振器固定架上，向下輸出激振力，激振器頂桿與杠桿壓力儀的10倍杠桿壓力位接觸。4.根據權利要求1所述循環荷載下土體內應力測試簡易儀器，其特征在于，所述應力、位移測量系統包括:擊實筒內電線導槽、微型孔隙水壓力傳感器、微型土壓力傳感器、位移傳感器、數據采集記錄儀，所述筒內電線導槽為一根方形空心管，電線導槽上半部分為四壁空心管，下半部分為三壁空心管；微型孔隙水壓力傳感器的導線和微型土壓力傳感器的導線從電線導槽中穿出。5.根據權利要求1?4任一項所述設備實現循環荷載下土體內應力測試簡易方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據實驗所需，制備某含水率條件的重塑土樣；每組測試準備的土樣應大于8kg; (2)將擊實筒與底座聯接好，平穩至于剛性基礎上；安裝好護筒，在擊實筒內壁均勻涂一層潤滑油，稱取一定量的試樣，倒入擊實筒，分層填筑；首先填筑40mm的土樣，在中心處水平放置孔隙水壓力傳感器；孔隙水壓力傳感器周圍用飽和的人工濾料包圍，以保證孔隙水壓力測量的準確性；然后填筑40mm的土樣，在中心處水平放置土壓力傳感器；在壓力盒上下表面均勻鋪1.5cm厚的細砂，保證土壓力盒受力均勻；孔隙水壓力傳感器和土壓力傳感器的電線需穿過電線導槽，以防止傳感器導線阻礙土體壓密和位移；繼續向上填筑土樣，最終填土高度應高于護筒最低面的25_，擦凈筒外壁； (3)將擊實筒和土樣搬至周圍位置靜荷載施加系統；擊實筒置于受力鋼架中軸線位置，在土樣筒上方依次放置全面積壓板、壓力傳遞桿、千斤頂、和測力環；通過控制千斤頂的位移，對擊實筒內的土樣施加擬定的固結壓力；當固結位移小于0.lmm/h時，可視為固結完成；固結分飽和土固結和非飽和土固結兩種情況，實驗人員可根據實驗情況的需要，在土樣端部鋪設濾紙(排水條件)或塑料薄膜(不排數條件)； (4)固結完成后，卸下護筒，移走全面積壓板；按《土工試驗方法標準6B/T50123-1999》用環刀取護筒部分的土，用環刀法測量土樣的濕密度和干密度；用直刮刀修平擊實筒頂部的試樣； (5)根據循環荷載實驗的排水條件需要，設置不同的排水路徑；單向上排水條件時，在土樣上部鋪設濾紙，在土樣下部鋪設塑料膜；雙向排水條件時，在土樣兩端鋪設濾紙； (6)填筑擊實筒土樣和埋置測量傳感器；按權利要求1?5所述方法組裝儀器；注意激振器頂桿與杠桿壓力儀頂桿吊環部位恰好接觸；位移傳感器接觸承壓板；孔隙水壓力傳感器、土壓力傳感器和位移傳感器均連接至數據采集儀和計算機系統； (7)通過千斤頂向土樣的周圍位置施加與固結壓力相等的周圍壓力；在杠桿壓力儀的杠桿上放置砝碼，使土樣中心位置受到的靜壓力等于固結壓力；激振器產生的激振力是為了模擬地基收到車輛荷載和外部沖擊等產生的附加荷載；通過計算機控制系統，啟動信號發生器，生成周期波形，傳輸至激振器形成周期荷載波，使土樣中心部位除收到靜載壓力夕卜，還受到一個周期循環荷載； (8)在施加循環荷載前，記錄土中土壓力和孔隙水壓力的初始值；土樣在循環荷載過程中，記錄得的土壓力值和孔隙水壓力值的實測值；壓力實測值與初始值之差為土中附加應力響應；利用數據采集儀和計算機系統，記錄土體內應力和沉降位移的過程量； (9)試驗完畢后，用環刀取試樣筒內的土，用環刀法測量試驗后土樣的濕密度、干密度和含水率。
【專利摘要】本發明涉及一種巖土工程方面的土體動力學特性測試技術，特別涉及一種循環荷載下土體內應力簡易測試儀器及方法。許多研究及報告都記錄得在循環荷載下路基土會發生動應力累積，但此現象沒有引起學界的重視。本發明主要功能是可測量土中內應力對不同循環荷載大小、加載波形、加載頻率、土體密實程度等因素的響應情況，還可獲取土體在循環荷載作用下的沉降曲線、動態彈性模量、總變形模量、靜態彈性模量等參數。本發明屬于一種室內試驗簡單、方便獲取土體動力學特性的創新技術；借助杠桿壓力儀，本儀器可實現十倍荷載輸出，節約儀器耗材和動力能源。儀器控制和數據采集均可利用計算機系統實現自動化控制。
【IPC分類】G01N3/38
【公開號】CN105181498
【申請號】CN201510585493
【發明人】陳浩昆, 湯連生, 孫銀磊, 張龍艦, 羅珍貴
【申請人】中山大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月8日