膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于本發明涉及膨脹土性能測試領域，尤其涉及一種膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置。
【背景技術】
[0002]膨脹土是種高塑性黏土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。常使建筑物產生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺下水平裂縫，內、外山墻對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般于建筑物完工后半年到五年出現。
[0003]膨脹土在我國的分布范圍很廣，如廣西、云南、河南、湖北、四川、陜西、河北、安徽、江蘇等地均有不同范圍的分布。膨脹土是特殊土的一種。膨脹土粘粒成份主要由強親水性礦物質組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。該土具有吸水膨脹、失水收縮并往復變形的性質，對路基的破壞作用不可低估，并且構成的破壞是不易修復的。為了保證道路在較長時間內路基的穩定和路面的平整度，達到安全、舒適行車的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。
[0004]針對膨脹土國內外學者作了許多有意義的探索，如膨脹率的測定、膨脹力的測定技術等，這些有意義的研宄和發明，在不同的工程中發揮了重要的作用。
[0005]目前用于測定膨脹率的技術有:
[0006]原狀土或擾動土在特定荷載和有側限約束條件下的膨脹率。
[0007]試驗所用的主要儀器設備:固結儀、加荷設備試驗前必須率定不同壓力下的儀器變形量(加壓上蓋應為輕質材料并帶護環)環刀(直徑為61.8mm或79.8mm高度為20mm)位移計量程(1mm最小分度值0.0lmm的百分表或準確度為全量程0.2%的位移傳感器)有荷載膨脹率試驗應按下列步驟進行1、試樣制備應按土工試驗方法標準步驟進行2、試樣安裝應按土工試驗方法標準進行并在試樣和透水板之間加薄型濾紙3、分級連續或一次施加所要求的荷載一般指上覆土質量或上覆土加建筑物附加荷載直至變形穩定測記位移計讀數變形穩定標準為每2小時變形不超過0.0lmm再自下而上向容器內注入純水并保持水面高出試樣5mm 4、浸水后每隔2h測記讀數一次直至兩次讀數差值不超過0.0lmm時膨脹穩定測記位移計讀數。
[0008]5、試驗結束吸去容器中的水卸除荷載，取出試樣，稱試樣質量并測定其含水率。
[0009]試驗結束后，按規范中規定公式計算膨脹率。
[0010]現有技術存在以下缺點:
[0011]1、試驗所需的儀器設備比較多，且無法直觀觀察土體在浸水后的隨時變化情況。
[0012]2、無法測定土體變化隨水量變化的關系。
[0013]目前用于測定膨脹力的技術有:原狀土和擊實粘土采用加荷平衡法。試驗所用的主要儀器設備應與土工試驗方法標準相同。
[0014]膨脹力試驗應按下列步驟進行:
[0015]1、試樣制備應按土工試驗方法標準的步驟進行。
[0016]2、試樣安裝應按土工試驗方法標準的步驟進行并自下而上向試驗土注入純水保持水面高出試樣項面。
[0017]3、百分表開始順時針轉動時表明試樣開始膨脹，立即施加適當的平衡荷載，使百分表指針回到原位。
[0018]4、當施加的荷載足以使儀器產生變形時，在施加下一級平衡荷載時，百分表指針應逆時針轉動一個等于儀器變形量的數值。
[0019]5、當試樣在某級荷載下間隔2h不再膨脹時，則試樣在該級荷載下達到穩定，允許膨脹量不應大于0.01_，記錄施加的平衡。
[0020]6、試驗結束后，吸去容器內水，卸除荷載，取出試樣，稱試樣質量，并測定含水率。現有技術二的缺點同技術一相同。
【實用新型內容】
[0021]本實用新型為解決以上現有技術存在的問題，提供一種可以精確測量膨脹土在滲水、加載狀況下溫度、應力應變以及膨脹量等的試驗裝置。
[0022]本實用新型的技術方案:一種膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，包括盛放膨脹土的容器、加載部分、測量部分，盛土容器為有機玻璃制成，其側壁分為內外兩層，兩層之間有空間間隔，內層側壁的下部開有透水孔，外層側壁的上邊沿高于內層側壁的上邊沿，夕卜層側壁上設有進水孔，進水孔通過進水管連通水箱，水箱內液面高于內層側壁的上邊沿；加載部分包括支架、鉸接在支架上的杠桿、連接在鉸接端相對一端的配重、連接在杠桿上的連桿、連桿底部固定的壓板，其中連桿相對于杠桿上下可調，壓板形狀與下方的盛土容器內層口部形狀相對應；測量部分包括測量盛土容器徑向變形的百分表，測量膨脹土豎向膨脹位移的感應器，感應器電連接數據采集器。
[0023]盛土容器的內層側壁的內壁安置有應力應變片。
[0024]其中連桿為螺紋桿，上部穿過杠桿與杠桿螺紋連接。
[0025]內層側壁底部鋪一層透水石，透水石上為待試驗土，待試驗土上再鋪一層透水石。待試驗土埋有溫度傳感器。
[0026]與現有技術相比具有以下優點:
[0027]1、可以實時觀察土體在滲水、加載等情況下的變化情況；
[0028]2、可以測量多項膨脹土的變化指標，如膨脹量，應力應變等；
[0029]3、操作簡單、實用性廣，易于推廣；
[0030]4、可根據需求分別測量觀察原狀土、重塑土等各種情況下土體的變化及指標；
[0031]5、可根據觀測得到的數據分析得出加載-滲水量-膨脹量的關系曲線；
[0032]6、試驗儀各組件安裝簡單，操作方便；
[0033]7、試驗儀實現數據自動采集的高精度、工程成本增加小；
[0034]8、試驗儀的噪音小，不會造成環境的噪音污染。
【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0036]圖2是本實用新型的盛土容器外層部分剖切示意圖；
[0037]圖3是本實用新型的盛土容器內外層部分剖切示意圖；
[0038]圖4是本實用新型的測量部分示意圖。
【具體實施方式】
[0039]如圖所示，一種膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，包括盛放膨脹土的容器、加載部分、測量部分，盛土容器I為有機玻璃制成，其側壁分為內外兩層，兩層之間有空間間隔，內層側壁的下部開有透水孔2，外層側壁的上邊沿高于內層側壁的上邊沿，外層側壁上設有進水孔，進水孔通過進水管3連通水箱4，水箱4內液面高于內層側壁的上邊沿；加載部分包括支架5、鉸接在支架上的杠桿6、連接在鉸接端相對一端的配重7、連接在杠桿6上的連桿8、連桿8底部固定的壓板9，其中連桿8相對于杠桿6上下可調，壓板9形狀與下方的盛土容器I內層口部形狀相對應；測量部分包括測量盛土容器I徑向變形的百分表，測量膨脹土豎向膨脹位移的感應器10，感應器10電連接數據采集器11。
[0040]使用時內層側壁底部鋪一層透水石13，透水石上為待試驗土 14，待試驗土 14上再鋪一層透水石13。待試驗土 14埋有溫度傳感器。水由進水管3進入內外層之間的間隔，下部透水孔2進入透水石13，水自下而上滲入待試驗土 14，上部水流入透水石13，自上而下滲透土體。加載部分利用杠桿原理對管道中的土體施加一定荷載，配重7重量可調，用來對試驗土體施加不同大小的荷載。
[0041]盛土容器I的內層側壁的內壁安置有應力應變片12，用于測量在滲水以及加載等情況下，膨脹土的應力應變情況。
[0042]其中連桿8為螺紋桿，上部穿過杠桿6與杠桿6螺紋連接，實現連桿8和壓板9的上下可調，適應試驗土體不同厚度的需要。
[0043]安裝好試驗裝置之后，記錄溫度計讀數，加水，讓土樣浸水，膨脹，觀察浸水過程中土樣的變化，記錄浸水過程中溫度計的溫度變化，應力變化，待浸水完全后，記錄浸水完全時間，穩定時膨脹量，穩定時溫度計讀數以及應力、應變。然后，向試驗土體施加荷載，并觀察加載過程中土樣的變化，待加載完成穩定后，觀察土樣變形，并分別記錄其穩定時膨脹量，溫度計讀數，應力、應變。最后，通過對記錄的現象、數據進行處理，得出土樣的膨脹量隨時間、浸水量、施加荷載變化的情況，并可得到土樣的溫度以及應力應變隨時間、浸水量、施加荷載變化的情況。
【主權項】
1.一種膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，包括盛放膨脹土的容器、加載部分、測量部分，其特征是:盛土容器(I)為有機玻璃制成，其側壁分為內外兩層，兩層之間有空間間隔，內層側壁的下部開有透水孔(2)，外層側壁的上邊沿高于內層側壁的上邊沿，外層側壁上設有進水孔，進水孔通過進水管(3)連通水箱(4)，水箱(4)內液面高于內層側壁的上邊沿；加載部分包括支架(5)、鉸接在支架上的杠桿(6)、連接在鉸接端相對一端的配重(7)、連接在杠桿(6)上的連桿(8)、連桿(8)底部固定的壓板(9)，其中連桿(8)相對于杠桿(6)上下可調，壓板(9)形狀與下方的盛土容器(I)內層口部形狀相對應；測量部分包括測量盛土容器(I)徑向變形的百分表，測量膨脹土豎向膨脹位移的感應器(10)，感應器(10)電連接數據采集器(11)。2.根據權利要求1所述的膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，其特征是:盛土容器(O的內層側壁的內壁安置有應力應變片(12)。3.根據權利要求1所述的膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，其特征是:其中連桿(8)為螺紋桿，上部穿過杠桿(6)與杠桿(6)螺紋連接。4.根據權利要求1所述的膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，其特征是:內層側壁底部鋪一層透水石(13)，透水石上為待試驗土(14)，待試驗土( 14)上再鋪一層透水石(13)。5.根據權利要求4所述的膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，其特征是:待試驗土(14)埋有溫度傳感器。
【專利摘要】本實用新型提供膨脹土滲水、膨脹、加載、固結試驗裝置，包括盛放膨脹土的容器、加載部分、測量部分，盛土容器為有機玻璃制成，其側壁分為內外兩層，兩層之間有空間間隔，內層側壁的下部開有透水孔；加載部分包括支架、鉸接在支架上的杠桿、連接在鉸接端相對一端的配重、連接在杠桿上的連桿、連桿底部固定的壓板，其中連桿相對于杠桿上下可調，壓板形狀與下方的盛土容器內層口部形狀相對應；測量部分包括測量盛土容器徑向變形的百分表，測量膨脹土豎向膨脹位移的感應器，感應器電連接數據采集器。操作簡單、實用性廣，易于推廣，可根據需求分別測量觀察原狀土、重塑土等各種情況下土體的變化及指標。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN204649237
【申請號】CN201520326212
【發明人】馬麗娜, 王起才, 張戎令, 梁孝, 邵森林, 拉有玉, 張乘波, 張有偉, 靳金, 張旭斌
【申請人】蘭州交通大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月19日