專利名稱：粗顆粒鹽漬土溶陷特性試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于用機(jī)械應(yīng)力測(cè)試土體工程特性的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試粗顆粒鹽潰土溶陷特性的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在鋪筑公路之前，需對(duì)土路基進(jìn)行壓實(shí)處理，然后在土路基上鋪筑集料以及混凝土材料，當(dāng)周圍環(huán)境溫度發(fā)生變化，路基材料也會(huì)發(fā)生一定程度的變化。在北方冬天寒冷季節(jié)，溫度降低會(huì)導(dǎo)致土路基凍結(jié)，體積膨脹，春天天氣暖和時(shí)，溫度上升使土路基解凍，路基發(fā)生凍融循環(huán)變化，路基出現(xiàn)下沉，路面鋪筑的混凝土層出現(xiàn)下沉裂縫，影響到行車安全。鹽潰土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。鹽土是指土壤中可溶性鹽含量達(dá)到對(duì)作物生長(zhǎng)有顯著危害的土類，堿土是指土壤中含有危害植物生長(zhǎng)和改變土壤性質(zhì)的多量交換性鈉。鹽潰土主要分布在內(nèi)陸干旱、半干旱地區(qū)，濱海地區(qū)也有分布。在鹽潰土地區(qū)鋪筑的公路，當(dāng)周圍環(huán)境溫度發(fā)生變化，不僅存在土體遇低溫膨脹變形和遇高溫融化下陷的現(xiàn)象，而且在遇到水浸時(shí)，粗顆粒鹽潰土體內(nèi)部的鹽分由于遇水溶化，原來(lái)起骨架支撐作用的鹽分隨水流失，導(dǎo)致土體出現(xiàn)溶陷現(xiàn)象。鹽潰土地區(qū)公路病害主要有鹽脹、溶陷、翻漿和腐蝕等類型。鹽分能降低路面強(qiáng)度、減弱封層作用，導(dǎo)致路面破壞。迄今為止，通過(guò)常規(guī)試驗(yàn)儀器對(duì)細(xì)粒鹽潰土溶陷特性的研究，人們對(duì)細(xì)粒鹽潰土的性質(zhì)已有了較為全面地認(rèn)識(shí)，并逐步形成了較為完善的細(xì)粒鹽潰土溶陷理論，對(duì)于常規(guī)的粒徑小于2_的土樣過(guò)篩進(jìn)行溶陷試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出鹽潰土的溶陷特性，但是限于研究技術(shù)手段的局限，對(duì)于粒徑大于2mm粗顆粒鹽潰土的研究甚少，如何準(zhǔn)確測(cè)量粗粒鹽潰土在外界環(huán)境變化影響下的體積變化程度，對(duì)于粗粒鹽潰土地區(qū)的公路安全 至關(guān)重要。在筑路試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)期需迫切解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高、操作方便，可以測(cè)試由于遇水浸濕導(dǎo)致的粗顆粒鹽潰土土體變化程度，并且可以避免粗顆粒土的尺寸效應(yīng)準(zhǔn)確地測(cè)量粗顆粒鹽潰土在浸水時(shí)的溶陷率特性的測(cè)試儀器或設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高、操作方便、簡(jiǎn)單實(shí)用的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置。解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:在反力架的底部設(shè)置有底部墊塊，反力架的橫梁上設(shè)置通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連的位移傳感器和壓力傳感器，底部墊塊上表面設(shè)置位于卡槽內(nèi)的筒體、側(cè)壁設(shè)置盛水盤(pán)，筒體底部加工有環(huán)形排水槽和徑向排水槽，環(huán)形排水槽和徑向排水槽內(nèi)加工有排水孔，徑向排水槽的出口處設(shè)置有堵水皮塞，筒體底部設(shè)置上表面鋪設(shè)有濾紙的下透水板，濾紙上設(shè)置有位于土試樣，土試樣上表面鋪設(shè)有濾紙和濾紙上的上透水板，位移傳感器的位移桿與上透水板搭接，上透水板上表面設(shè)置有上端與壓力傳感器的推桿搭接的千斤頂。本實(shí)用新型的筒體底部的環(huán)形排水槽是以筒體底部中心為圓心的5 20圈同心圓環(huán)形排水槽，圓環(huán)形排水槽內(nèi)加工有排水孔，一圈圓環(huán)形排水槽內(nèi)的排水孔與相鄰一圈圓環(huán)形排水槽內(nèi)的排水孔交錯(cuò)排列。本實(shí)用新型的筒體底部的徑向排水槽是排列在筒體底部直徑方向上等分底部圓周的2 8道徑向排水槽，徑向排水槽內(nèi)的排水孔位于徑向排水槽與圓環(huán)形排水槽的相交處。本實(shí)用新型的筒體內(nèi)徑至少為28cm，筒體的內(nèi)徑與高度比為3.99。本實(shí)用新型的上透水板和下透水板的徑向加工有孔徑為Imm的透水孔，相鄰兩徑向的透水孔交錯(cuò)排列。本實(shí)用新型的上透水板與下透水板的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)用新型采用在筒體底部加工有底部排水網(wǎng)，筒體底部設(shè)置下透水板，下透水板上設(shè)置透水濾紙，將土試樣裝入筒體內(nèi)透水濾紙上，土試樣上表面放置濾紙，濾紙上放置上透水板，位移傳感器的位移桿與上透水板搭接，上透水板上千斤頂?shù)纳隙伺c反力架的橫梁上的壓力傳感器的推桿搭接，轉(zhuǎn)動(dòng)千斤頂，通過(guò)上透水板對(duì)土試樣加壓力，上透水板向下移動(dòng)，土試樣的體積發(fā)生變化，位移傳感器將接收到土試樣的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)，壓力傳感器將接收到對(duì)土試樣的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照事先設(shè)定的程序進(jìn)行運(yùn)算得出粗顆粒鹽潰土溶陷量。這種結(jié)構(gòu)的粗顆粒鹽潰土溶陷試驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、實(shí)用性強(qiáng)，可作為測(cè)試粗顆粒鹽潰土溶陷特性的試 驗(yàn)儀器。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中筒體2的底部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中下透水板11的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1在圖1-3中，本實(shí)施例的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置由反力架1、筒體2、位移傳感器3、壓力傳感器4、千斤頂5、濾紙6、上透水板7、計(jì)算機(jī)8、堵水皮塞9、底部墊塊10、下透水板11、盛水盤(pán)13、環(huán)形排水槽14、徑向排水槽15聯(lián)接構(gòu)成。在反力架I的底部放置有底部墊塊10，反力架I的橫梁上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有位移傳感器3和壓力傳感器4，位移傳感器3和壓力傳感器4通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)8相連。底部墊塊10為圓形凸臺(tái)，底部墊塊10的上表面加工有卡槽，卡槽的水平截面為圓形凹槽，卡槽的直徑小于底部墊塊10，沿底部墊塊10的側(cè)壁安裝有盛水盤(pán)13，盛水盤(pán)13呈環(huán)形卡在底部墊塊10外圈。在卡槽上放置有筒體2，筒體2為有機(jī)玻璃筒，筒體2的內(nèi)徑至少為28cm，防止粗顆粒土的顆粒尺寸效應(yīng)，本實(shí)施例的筒體2的內(nèi)徑為28cm，筒體2的內(nèi)徑與高度比為3.99，筒體2的底部均布加工有9圈圓環(huán)形排水槽14和4道徑向排水槽15。圓環(huán)形排水槽14是以筒體2底部中心為圓心的9圈同心圓環(huán)形排水槽14,圓環(huán)形排水槽14內(nèi)加工有排水孔，一圈圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔與相鄰一圈圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔交錯(cuò)排列，圓環(huán)形排水槽14的具體圈數(shù)應(yīng)按照筒體2的內(nèi)徑來(lái)具體確定。徑向排水槽15排列在筒體2底部直徑方向上等分底部圓周的4道徑向排水槽15，徑向排水槽15內(nèi)加工有排水孔，徑向排水槽15內(nèi)的排水孔位于徑向排水槽15與圓環(huán)形排水槽14的相交處。環(huán)形排水槽14、徑向排水槽15和排水孔構(gòu)成筒體2的底部排水網(wǎng)，盛放在筒體2內(nèi)的土試樣12滲透出水分可以通過(guò)底部的圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔流出匯集入徑向排水槽15，從徑向排水槽15的流出口處排出。徑向排水槽15的流出口處安裝有堵水皮塞9，排水時(shí)將堵水皮塞9去掉，不排水時(shí)塞上堵水皮塞9。筒體2底部放置有下透水板11，下透水板11的徑向均布加工有透水孔，透水孔的孔徑為1mm，相鄰徑向的透水孔交錯(cuò)排列。下透水板11的上表面放置有濾紙6，用于過(guò)濾水中泥土。試驗(yàn)時(shí)，在筒體2內(nèi)壁和底部涂刷凡士林，增強(qiáng)土體與筒壁的潤(rùn)滑性，防止粘土，將土試樣12放置在濾紙6上，土試樣12的上表面放置有濾紙6，濾紙6上放置有上透水板7，上透水板7的結(jié)構(gòu)與下透水板11的結(jié)構(gòu)完全相同，位移傳感器3的位移桿與上透水板7搭接。上透水板7的上表面中心位置放置千斤頂5，千斤頂5的上端與壓力傳感器4推桿搭接，轉(zhuǎn)動(dòng)千斤頂5通過(guò)上透水板7對(duì)土試樣12加壓力，上透水板7向下移動(dòng)，土試樣12的體積發(fā)生變化，逐級(jí)加壓至400kPa，土試樣12的體積變形穩(wěn)定后，在上透水板7上加入淡水，土試樣12中的水分通過(guò)濾紙6過(guò)濾后、經(jīng)下透水板11的透水孔、筒體2底部的底部排水網(wǎng)流出到盛水盤(pán)13，測(cè)試土試樣12的含水率和密度，位移傳感器3的位移桿向下移動(dòng)，壓力傳感器4將接收到對(duì)土試樣12的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)8，位移傳感器3將接收到土試樣12的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出計(jì)算機(jī)8，計(jì)算機(jī)8按照事先設(shè)定的程序進(jìn)行運(yùn)算得出粗顆粒鹽潰土溶陷量。實(shí)施例2本實(shí)施例中，在筒體2的底部均布加工有5圈環(huán)形排水槽14，環(huán)形排水槽14是以筒體2底部中心為圓心的5圈同心圓環(huán)形排水槽14,圓環(huán)形排水槽14內(nèi)加工有排水孔,一圈圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔與相鄰一圈圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔交錯(cuò)排列。筒體2底部的直徑方向上加工有等分底部圓周的2道徑向排水槽15，徑向排水槽15內(nèi)加工有排水孔，徑向排水槽15內(nèi)的排水孔位于徑向排水槽15與圓環(huán)形排水槽14的相交處。環(huán)形排水槽14、徑向排水槽15和排水孔構(gòu)成筒體2的底部排水網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)的排水網(wǎng)，適用于內(nèi)徑稍小的筒體2。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3本實(shí)施例中，在筒體2的底部均布加工有20圈環(huán)形排水槽14，環(huán)形排水槽14是以筒體2底部中心為圓心的20圈同心圓環(huán)形排水槽14，圓環(huán)形排水槽14內(nèi)加工有排水孔，一圈圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔與相鄰一圈圓環(huán)形排水槽14內(nèi)的排水孔交錯(cuò)排列。筒體2底部的直徑方向上加工有等分底部圓周的8道徑向排水槽15，徑向排水槽15內(nèi)加工有排水孔，徑向排水槽15內(nèi)的排水孔位于徑向排水槽15與圓環(huán)形排水槽14的相交處。環(huán)形排水槽14、徑向排水 槽15和排水孔構(gòu)成筒體2的底部排水網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)的排水網(wǎng)，適用于內(nèi)徑大的筒體2。[0026]其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4在以上的實(shí)施例1 3中，底部墊塊10的上表面加工有卡槽，卡槽呈環(huán)狀，卡槽的直徑小于底部墊塊10，沿底部墊塊10的側(cè)壁安裝有盛水盤(pán)13，盛水盤(pán)13呈環(huán)形卡在底部墊塊10外圈。在卡槽上放置有筒體2，筒體2為有機(jī)玻璃筒，筒體2的內(nèi)徑為40cm。其它零部 件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與相應(yīng)的實(shí)施例相同。
權(quán)利要求1.一種粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:在反力架(I)的底部設(shè)置有底部墊塊(10)，反力架(I)的橫梁上設(shè)置通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)(8)相連的位移傳感器(3)和壓力傳感器(4)，底部墊塊(10)上表面設(shè)置位于卡槽內(nèi)的筒體(2)、側(cè)壁設(shè)置盛水盤(pán)(13)，筒體(2)底部加工有環(huán)形排水槽(14)和徑向排水槽(15)，環(huán)形排水槽(14)和徑向排水槽(15)內(nèi)加工有排水孔，徑向排水槽(15)的出口處設(shè)置有堵水皮塞(9)，筒體(2)底部設(shè)置上表面鋪設(shè)有濾紙(6)的下透水板(11)，濾紙(6)上設(shè)置有位于土試樣(12)，土試樣(12)上表面鋪設(shè)有濾紙(6)和濾紙(6)上的上透水板(7)，位移傳感器(3)的位移桿與上透水板(7)搭接，上透水板(7 )上表面設(shè)置有上端與壓力傳感器(4 )的推桿搭接的千斤頂(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的筒體(2)底部的環(huán)形排水槽(14)是以筒體(2)底部中心為圓心的5 20圈同心圓環(huán)形排水槽(14)，圓環(huán)形排水槽(14)內(nèi)加工有排水孔，一圈圓環(huán)形排水槽(14)內(nèi)的排水孔與相鄰一圈圓環(huán)形排水槽(14)內(nèi)的排水孔交錯(cuò)排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的筒體(2)底部的徑向排水槽(15)是排列在筒體(2)底部直徑方向上等分底部圓周的2 8道徑向排水槽(15)，徑向排水槽(15)內(nèi)的排水孔位于徑向排水槽(15)與圓環(huán)形排水槽(14)的相交處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的筒體(2)內(nèi)徑至少為28cm，筒體(2)的內(nèi)徑與高度比為3.99。
5.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的上透水板(7)和下透水板(11)的徑向加工有孔徑為Imm的透水孔，相鄰兩徑向的透水孔交錯(cuò)排列；所述的上透水板(7)與下透水板(11)的結(jié)構(gòu)相同。
專利摘要一種粗顆粒鹽漬土溶陷特性試驗(yàn)裝置，在反力架的底部設(shè)置有底部墊塊，底部墊塊上設(shè)置有筒體、盛水盤(pán)，反力架的橫梁上設(shè)置位移傳感器和壓力傳感器，筒體底部加工有環(huán)形排水槽和徑向排水槽，環(huán)形排水槽和徑向排水槽內(nèi)加工有排水孔，徑向排水槽的出口處設(shè)置有堵水皮塞，筒體底部設(shè)置有下透水板，下透水板上鋪設(shè)有濾紙，濾紙上設(shè)置有土試樣，土試樣上表面鋪設(shè)有濾紙和濾紙上的上透水板，位移傳感器的位移桿與上透水板搭接，上透水板上表面中心位置設(shè)置有上端與壓力傳感器搭接千斤頂。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、實(shí)用性強(qiáng)，可作為測(cè)試粗顆粒鹽漬土溶陷特性的試驗(yàn)儀器。
文檔編號(hào)G01N33/24GK203148930SQ201320176288
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者張莎莎, 楊曉華, 戴志仁 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)