CN105571946B - 一种测试上硬下软型土样应变及变形的膜结构 - Google Patents

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Abstract

一种测试上硬下软型土样应变及变形的膜结构，硬壳层土样和软土层土样的交界处设一周的金属箔应变丝A，硬壳层土样外部设金属箔应变丝B，软土层土样外部设金属箔应变丝C，在金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C接头处连接应变丝引线，各个应变丝引线分别与多通道应变仪相连，多通道应变仪与电脑相连，土样外部套橡皮膜，金属箔应变丝A、B和C均置于橡皮膜内部，金属箔应变丝D与测力计相连，测力计与弹簧相连，弹簧与金属箔应变丝D相连，金属箔应变丝D外部覆盖保护外壳，保护外壳的四周均粘贴在橡皮膜的外部。本发明既能测量土样的横向膨胀变形和应变，测量成本低且方便可行，又能测量一个土样中含两种土体的应变变化趋势。

Description

一种测试上硬下软型土样应变及变形的膜结构
技术领域
本发明涉及路基土体应变及变形测量领域。
背景技术
三轴压缩试验是岩土工程领域的室内试验之一，其实质是对试样在三向受力环境中的力学性质的研究，用来模拟土体工程实际状况，较为常用的是圆柱体试样。上覆硬壳层软土路基是路基工程中一种典型的土层分布形式，一直是国内外研究的热点，但由硬壳层到软土层应变变化趋势及土层交界面处膨胀变形情况在室内试验中鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试上硬下软型土样应变及变形的膜结构，可以测量硬壳层到软土层的应变变化趋势和土样中间交界面处膨胀变形的情况。
本发明主要包括有土样、金属箔应变丝A、金属箔应变丝B、金属箔应变丝C、应变丝引线、多通道应变仪、电脑、橡皮膜、金属箔应变丝D、测力计、弹簧和保护外壳。
其中，土样利用三轴压缩试验专用制样器，采用分层击实法制备成为圆柱形，且上部分为硬壳层土样，下部分为软土层土样。硬壳层土样和软土层土样的交界处设有一周的金属箔应变丝A，在距离金属箔应变丝A5mm至15mm处，硬壳层土样的外部设有一周的金属箔应变丝B，在距离金属箔应变丝A5mm至15mm处，软土层土样的外部设有一周的金属箔应变丝C。在金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C的接头处分别连接一根应变丝引线，各个应变丝引线向上延伸，并分别与多通道应变仪相连，多通道应变仪通过数据线与电脑相连。在土样的外部套有橡皮膜，金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C均置于橡皮膜内部。在金属箔应变丝D的一端与测力计相连，测力计与弹簧的一端相连，弹簧的另一端与金属箔应变丝D的另一端相连。金属箔应变丝D、测力计和弹簧连接成一个圆形，设在土样的交界处，置于橡皮膜的外部。在金属箔应变丝D外部覆盖保护外壳，保护外壳的四周均粘贴在橡皮膜的外部。
本发明在使用时，在轴向力作用下，橡皮膜、金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C随土样发生压缩变形、横向膨胀变形而变形，金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C的电阻值发生变化，多通道应变仪通过应变丝引线接收到信号，通过电脑得到不同的应变值，从而得到由硬壳层到软土层的应变变化趋势。土样膨胀变形产生向外扩张的力，测力计能测出力的大小F，弹簧的弹性系数K已知，可以通过X＝F/K计算出土层交界面处膨胀变形值X。
本发明与现有技术相比具有如下优点：既能同时测量土样的横向膨胀变形和应变，测量成本低且方便可行，又能测量一个土样中含两种土体的应变变化趋势。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明的剖面示意图。
图3是土样及膜结构的俯视示意图。
图4是测量上硬下软型土样交界面处周长变化装置。
具体实施方式
在图1、图2、图3和图4所示的本发明的示意简图中，土样1利用三轴压缩试验专用制样器，采用分层击实法制备成为圆柱形，土样为圆柱形，且上部分为硬壳层土样，下部分为软土层土样。硬壳层土样和软土层土样的交界处设有一周的金属箔应变丝A2，在距离金属箔应变丝A10mm处，硬壳层土样的外部设有一周的金属箔应变丝B3，在距离金属箔应变丝A10mm处，软土层土样的外部设有一周的金属箔应变丝C4。在金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C的接头处分别连接一根应变丝引线5，各个应变丝引线向上延伸，并分别与多通道应变仪6相连，多通道应变仪通过数据线与电脑7相连。在土样的外部套有橡皮膜8，金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C均置于橡皮膜内部。在金属箔应变丝D9的一端与测力计10相连，测力计与弹簧11的一端相连，弹簧的另一端与金属箔应变丝D的另一端相连。金属箔应变丝D、测力计和弹簧连接成一个圆形，设在土样的交界处，置于橡皮膜的外部。在金属箔应变丝D外部覆盖保护外壳12，保护外壳的四周均粘贴在橡皮膜的外部。

Claims (1)

1.一种测试上硬下软型土样应变及变形的膜结构，主要包括土样、金属箔应变丝A、金属箔应变丝B、金属箔应变丝C、应变丝引线、多通道应变仪、电脑、橡皮膜、金属箔应变丝D、测力计、弹簧和保护外壳，其特征在于：土样为圆柱形，且上部分为硬壳层土样，下部分为软土层土样，硬壳层土样和软土层土样的交界处设有一周的金属箔应变丝A，在距离金属箔应变丝A5mm至15mm处，硬壳层土样的外部设有一周的金属箔应变丝B，在距离金属箔应变丝A5mm至15mm处，软土层土样的外部设有一周的金属箔应变丝C，在金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C的接头处分别连接一根应变丝引线，各个应变丝引线向上延伸，并分别与多通道应变仪相连，多通道应变仪通过数据线与电脑相连，在土样的外部套有橡皮膜，金属箔应变丝A、金属箔应变丝B和金属箔应变丝C均置于橡皮膜内部，在金属箔应变丝D的一端与测力计相连，测力计与弹簧的一端相连，弹簧的另一端与金属箔应变丝D的另一端相连，金属箔应变丝D、测力计和弹簧连接成一个圆形，设在土样的交界处，置于橡皮膜的外部，在金属箔应变丝D外部覆盖保护外壳，保护外壳的四周均粘贴在橡皮膜的外部。
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