專利名稱：一種新型砂土剪切特性演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及一種土力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，具體地說是涉及一種全面揭示砂土剪脹剪縮原理的演示儀器。
背景技術(shù)：
砂土的密實(shí)度不同，在剪切中會(huì)表現(xiàn)出不同的性狀。松砂受剪時(shí)顆粒落到平衡位
置，排列更緊密，體積減小為剪縮性；緊砂受剪時(shí)顆?；圃瓉淼奈恢枚鴮?dǎo)致體積膨脹的現(xiàn)象稱為剪脹性。由于學(xué)生缺乏足夠的生產(chǎn)實(shí)踐，不容易理解這一重要的土力學(xué)原理，僅從課本上的應(yīng)力應(yīng)變曲線去抽象的感知。這就需要一種能夠演示砂土的剪脹剪縮特性的儀器。在本實(shí)用新型之前，已經(jīng)出現(xiàn)的類似的裝置是一個(gè)開口聯(lián)通玻璃管的橡膠球。它能演示排水條件下的砂土的剪切特性，不能演示不排水條件下砂土的剪切特性，而這對(duì)于學(xué)生更難把握，需要學(xué)生的更好的理解。已有的裝置是通過砂土的松緊兩種狀態(tài)來分別演示的，不能讓學(xué)生直觀的看到松砂變緊砂的過程中其剪切特性的變化，學(xué)生對(duì)于砂土的松緊程度沒有感性的把握。此外，該裝置只能施加圍壓，而不是直觀的剪應(yīng)力，學(xué)生理解起來有一定的障礙，并且緊砂在高圍壓下的剪縮特性也不能很好的體現(xiàn)出來。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述裝置中的種種不足，提供了一種新型全面演示砂土剪切特性的儀器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種新型砂土剪切特性演示儀，其特征是橡膠管端部連接內(nèi)帶螺紋的鋼管，底部連接中間開孔的下部橡膠棒，分別用套箍箍緊；上部放入外徑與鋼管內(nèi)徑一致的上部橡膠棒，其上是帶螺紋的鋼塞；下部橡膠棒內(nèi)插入一根塑料管，塑料管外接橡膠軟管一端，橡膠軟管另一端再接帶刻度玻璃管；橡膠管和帶刻度玻璃管固定在鐵架臺(tái)上。所述的橡膠管長度12-20cm，內(nèi)徑3cm左右；上部橡膠棒為實(shí)心，且和鋼管的外徑與橡膠管的內(nèi)徑一致。所述的塑料管的外徑與下部橡膠棒開的孔洞的直徑一致；鋼塞與鋼管的螺紋配合連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一方面通過安裝儀器可以加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和愛好。另一方面克服了以往技術(shù)的種種不足，不僅可以演示砂土排水和不排水條件下的剪切特性，還可以演示松砂變緊砂中其剪切特性變化的整個(gè)過程，讓學(xué)生有個(gè)更直觀更形象的了解。此外對(duì)砂體不僅可以擠壓還可以扭剪，并且能很好的演示緊砂在高圍壓下呈現(xiàn)的剪縮性的一面，能全面演示砂土剪切特性。
圖I是實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、鐵架臺(tái)，2、橡膠管，3、內(nèi)帶螺紋鋼管4、帶螺紋鋼塞，5、上部橡膠棒，6、下部橡膠棒，7、套箍，8、塑料管，9、橡膠軟管，10、帶刻度玻璃管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖I所示，本實(shí)用新型包括鐵架臺(tái)I、橡膠管2、上部橡膠棒5、下部橡膠棒6、帶刻度玻璃管10、塑料管8、套箍7、內(nèi)帶螺紋的鋼管3、帶螺紋鋼塞4、橡膠軟管9 ;橡膠管2端部連接內(nèi)帶螺紋的鋼管3，底部連接中間開孔的下部橡膠棒6，分別用套箍7箍緊；上部放入 外徑與鋼管內(nèi)徑一致橡膠棒5，其上是帶螺紋的鋼塞4 ;底端橡膠棒內(nèi)插入一端塑料管8，塑料管8外接橡膠軟管9，橡膠軟管9再接帶刻度玻璃管10 ;橡膠管2和帶刻度玻璃管10分別固定在鐵架臺(tái)上。演示時(shí)，先向橡膠管2中注入適量的水，使橡膠軟管9充滿水，再放入飽和松砂，在不加上部橡膠棒5和鋼塞4的時(shí)候可以演示排水條件下的剪切特性，加入上部橡膠棒5和鋼塞4形成不排水條件，砂體受剪體積變小，空隙變小，產(chǎn)生正孔隙水壓力，進(jìn)而其中的水要排除，測(cè)壓管的水位上升。逐漸擰緊鋼塞4，松砂逐漸變?yōu)榫o砂，整個(gè)過程中可以明顯看到每次砂體受剪測(cè)壓管水位的不同變化，對(duì)砂土的松緊程度有個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。在砂體呈現(xiàn)緊砂的剪脹性時(shí)，逐漸增大擠壓力，可以看到測(cè)壓管水位先降后升，很好的演示了緊砂在高圍壓下呈現(xiàn)的剪縮性的一面。此外，在不排水條件下，對(duì)橡膠管施加剪力的方式可以是擠壓也可以是扭剪，這樣可以更好地讓學(xué)生理解砂土是受剪力而引起的體積的變化。本實(shí)用新型中涉及的未說明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種新型砂土剪切特性演示儀，其特征是橡膠管(2)端部連接內(nèi)帶螺紋的鋼管(3)，底部連接中間開孔的下部橡膠棒(6)，分別用套箍(7)箍緊；上部放入外徑與鋼管(3)內(nèi)徑一致的上部橡膠棒(5)，其上是帶螺紋的鋼塞(4);下部橡膠棒(6)內(nèi)插入一根塑料管(8)，塑料管(8)外接橡膠軟管(9)一端，橡膠軟管(9)另一端再接帶刻度玻璃管(10);橡膠管(2)和帶刻度玻璃管(10)固定在鐵架臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型砂土剪切特性演示儀，其特征是所述的橡膠管(2)長度12-20cm，內(nèi)徑3cm左右；上部橡膠棒(5)為實(shí)心，且和鋼管(3)的外徑與橡膠管(2)的內(nèi)徑一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型砂土剪切特性演示儀，其特征是所述的塑料管(8)的外徑與下部橡膠棒(6)開的孔洞的直徑一致；鋼塞(4)與鋼管(3)的螺紋配合連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型砂土剪切特性演示儀，其特征是:橡膠管(2)端部連接內(nèi)帶螺紋的鋼管(3)，底部連接中間開孔的下部橡膠棒(6)，分別用套箍(7)箍緊；上部放入外徑與鋼管(3)內(nèi)徑一致的上部橡膠棒(5)，其上是帶螺紋的鋼塞(4)；下部橡膠棒(6)內(nèi)插入一根塑料管(8)，塑料管(8)外接橡膠軟管(9)一端，橡膠軟管(9)另一端再接帶刻度玻璃管(10)；橡膠管(2)和帶刻度玻璃管(10)固定在鐵架臺(tái)上。本新型實(shí)用是一種新型全面演示砂土剪切特性的儀器，并且能在組裝拆卸儀器中，增加學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣。
文檔編號(hào)G09B23/00GK202434090SQ201220022389
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者劉晨, 杜靜, 沈揚(yáng), 王鹍, 葛東東, 陶明安 申請(qǐng)人:河海大學(xué)