CN106841277B - 一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备 - Google Patents

一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备 Download PDF

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Abstract

一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，包括：成型装置、检测装置、计算机系统；成型装置用于对待测土样进行压实；固定半模固定在底板上，试验半模可拆卸的与固定半模扣合，固定半模和试验半模围成的半封闭区域为样品腔室，直线位移传感器垂直固定在上盖板上方，其活动杆保持与上盖板相抵，压力传感器固定在试验半模内壁上且由上而下间隔布置不少于2个，在每个压力传感器同一高度处设有温度传感器；成型半模的外形与试验半模相一致；在成型半模的内壁上设有与压力传感器大小匹配的凸块。本设备简单可靠，通过设置三个半模，设置三种不同的传感器，使得本设备可以方便的完成待测土样的压实及同步测试记录待测土样变形量、胀力与温度数据。

Description

一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备
技术领域：
本发明涉及土木工程设备领域，特别涉及一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备。
背景技术：
西北地区多处于季节冻土区，盐渍土在西北地区分布十分广泛，建筑物基础建造在盐渍土地基之上，盐渍土极易发生冻胀变形、盐胀变形与盐胀力和冻胀力，如果两种胀变形量和胀力过大，使得建筑物出现不均匀变形或发生裂缝破坏。冻胀力及冻胀变形的准确测定为盐渍土地区建筑基础防盐胀、冻胀设计提供依据和参考，现有仪器分为冻胀变形测定仪器(如ZL 201520032690.9公开的“一种适用于盐渍土冻胀性和溶陷性的快速检测装置”)与冻胀力测定仪器，功能单一，效率较低。
发明内容：
为了提高试验效率并建立盐渍土温度与胀变形量和胀力之间的方程关系，有必要开发一种自动化高、效率高、简单的综合盐渍土胀变形量与胀力测定装置。
一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，包括：成型装置、检测装置、A/D转换单元、数据处理单元、输入模块、输出模块、存储单元；其中，成型装置用于对待测土样进行压实，且被压实的土样横截面与检测装置样品腔室匹配，检测装置通过A/D转换单元与数据处理单元电性连接，检测装置将监测到的待测土样的变形量、胀力与温度传输给数据处理单元，数据处理单元将监测的上述数据加上时间戳后输出到输出模块同时存储到存储单元，输入模块用于设定监测的条件；
检测装置包括：底板、固定半模、试验半模、上盖板、直线位移传感器、压力传感器、温度传感器；固定半模立于底板之上且与底板固定，试验半模立于底板之上且可拆卸的与固定半模扣合，固定半模和试验半模围成的半封闭区域为样品腔室，样品腔室任意高度的横截面形状均相同且样品腔室的壁面与底板均垂直，样品腔室顶部敞口，上盖板位于上部样品腔室内，直线位移传感器垂直固定在上盖板上方，直线位移传感器其活动杆保持与上盖板相抵，压力传感器固定在试验半模内壁上且由上而下间隔布置不少于2个，在每个压力传感器同一高度处设有温度传感器；
成型装置包括：成型半模、成型上压板、成型压杆；成型半模的外形与试验半模相一致；在成型半模的内壁对应试验半模的压力传感器处，设有与压力传感器大小匹配的凸块；成型上压板大小与样品腔室横截面匹配，成型上压板上表面固定有成型压杆。
测试前，先将成型半模安装在底板上与固定半模扣合，之后将待测土样装进成型半模与固定半模所形成的腔体内，盖上成型上压板，通过液压/油压等方式进行压实，并在压实的待测土样侧部压出匹配压力传感器的凹坑，如果使用试验半模来成型会损坏压力传感器；之后，取下成型半模，换上试验半模并紧固，在待测土样上盖上上盖板，调整直线位移传感器的高度使其下端抵在上盖板上；启动存储记录系统，控制环境温度对待测土样进行测试，并记录变形量、胀力与温度数据。
优选的，在固定半模与试验半模扣合接合部各自设有凹槽，且对应部位的凹槽在固定半模、试验半模扣合后形成槽孔，该槽孔内装有密封条。
优选的，在底板与试验半模的接合部各自设有凹槽，且对应部位的凹槽在底板、试验半模接合后形成槽孔，该槽孔内装有密封条。
优选的，成型半模对应试验半模处设有凹槽。
优选的，固定半模与试验半模的扣合接合部各自向两侧伸出形成凸缘，凸缘上设有圆孔，通过螺栓紧固固定半模与试验半模以达到理想的固定强度。
优选的，压力传感器及温度传感器均为3个。
优选的，压力传感器向内凸出的方向与试验半模扣合面的开口方向一致。如此设计，当对待测土样压实后，换装试验半模时只需将试验半模沿扣合方向移动，压力传感器即可自动对准并进入与其匹配的凹坑内。
优选的，样品腔室任意高度的横截面为正方形。便于测试单位面积或体积的变形量、胀力。
优选的，直线位移传感器设有两个，且对峙设置在两侧，以提高测试准确度。
优选的，一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备还包括固定架，固定架下端固定在底板上，固定架上部设有横梁，直线位移传感器固定在横梁下。
本发明简单、紧凑、可靠，通过设置三个半模，并在模腔顶部设有位移传感器，模腔内壁设有压力及温度传感器，使得本设备可以方便的完成待测土样的压实及同步测试记录待测土样变形量、胀力与温度数据，便于寻找其内在联系，在对待测土样监测时，同时记录其三个不同高度的胀力及温度，更好的反应不同深度土层的在同一环境温度或环境温度变化率下的胀力的差异，以及土壤的温度梯度情况。
附图说明：
附图1是一幅较佳实施方式的盐渍土胀变形量与胀力测定设备的结构示意图。
附图2是检测装置除去直线位移传感器的俯视结构示意图。
附图3是一幅较佳实施方式的试验半模扣合方向的的结构示意图。
附图4是一幅较佳实施方式的固定半模扣合方向的结构示意图。
附图5是试验半模的俯视结构示意图。
附图6是成型上压板和成型压杆的主视结构示意图。
附图7是全自动冻融机的示意图。
图中：底板11、固定半模12、试验半模13、上盖板14、直线位移传感器15、压力传感器16、温度传感器17、样品腔室131、活动杆151、成型半模21、成型上压板22、成型压杆23、凸块211、槽孔121、凸缘122、凸缘132、固定架3、横梁31。
具体实施方式：
如附图1～7所示，一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，包括：成型装置、检测装置、A/D转换单元、数据处理单元、输入模块、输出模块、存储单元，成型装置用于对待测土样进行压实，且被压实的土样横截面与检测装置样品腔室131匹配，检测装置通过A/D转换单元与数据处理单元电性连接，检测装置将监测到的待测土样的变形量、胀力与温度传输给数据处理单元，数据处理单元将监测的上述数据加上时间戳后输出到输出模块同时存储到存储单元，输入模块用于设定监测的条件；在本实施方式中，数据处理单元采用单片机，A/D转换单元、存储单元集成在单片机上，输入模块采用控制面板，输出模块为液晶显示器；
检测装置包括：底板11、固定半模12、试验半模13、上盖板14、直线位移传感器15、压力传感器16、温度传感器17；固定半模12立于底板11之上且与底板11固定，试验半模13立于底板11之上且可拆卸的与固定半模12扣合，固定半模12和试验半模13围成的半封闭区域为样品腔室131，样品腔室131任意高度的横截面形状均相同且样品腔室131的壁面与底板11均垂直，样品腔室131顶部敞口，上盖板14位于上部样品腔室131内，上盖板14上设有缺口，压力传感器16、温度传感器17的线路由该缺口引出，直线位移传感器15垂直固定在上盖板14上方，直线位移传感器15其活动杆151保持与上盖板14相抵，压力传感器16固定在试验半模13内壁上且由上而下间隔布置不少于2个，在每个压力传感器16同一高度处设有温度传感器17；
成型装置包括：成型半模21、成型上压板22、成型压杆23；成型半模21的外形与试验半模13相一致；在成型半模21的内壁对应试验半模13的压力传感器16处，设有与压力传感器16大小匹配的凸块211；成型上压板22大小与样品腔室131横截面匹配，成型上压板22上表面固定有成型压杆23。
测试前，先将成型半模21安装在底板11上与固定半模12扣合，之后将待测土样装进成型半模21与固定半模12所形成的腔体内，盖上成型上压板22，通过液压/油压等方式进行压实，并在压实的待测土样侧部压出匹配压力传感器16的凹坑；之后，取下成型半模21，换上试验半模13并紧固，在待测土样上盖上上盖板14，调整直线位移传感器15的高度使其下端抵在上盖板14上。将上述放置好待测土样的检测装置放入全自动冻融机内(如图7所示)，在全自动冻融机控制面板上设置好冻融循环次数、温度范围(-20～25℃)，启动单片机、液晶显示器，并通过控制面板监测条件，例如：数据取样频率、数据修正系数等，之后在全自动冻融机对温度控制下，自动且连续地对待测土样进行测试，并记录变形量、胀力与温度数据。
在本实施方式中，在固定半模12与试验半模13扣合接合部各自设有凹槽，且对应部位的凹槽在固定半模12、试验半模13扣合后形成槽孔121，该槽孔121内装有橡胶密封条。在底板11与试验半模13的接合部各自设有凹槽，且对应部位的凹槽在底板11、试验半模13接合后形成槽孔，该槽孔内装有橡胶密封条。成型半模21对应试验半模13处设有凹槽。固定半模12与试验半模13的扣合接合部各自向两侧伸出形成凸缘122，132，凸缘122，132上设有圆孔，通过螺栓紧固固定半模12与试验半模13以达到理想的固定强度。压力传感器16及温度传感器17均为3个。压力传感器16向内凸出的方向与试验半模13扣合面的开口方向一致。如此设计，当对待测土样压实后，换装试验半模13时只需将试验半模13沿扣合方向移动，压力传感器16即可自动对准并进入与其匹配的凹坑内。样品腔室131任意高度的横截面为正方形，便于测试单位面积或体积的变形量、胀力。直线位移传感器15设有两个，且对峙设置在两侧，以提高测试准确度。本设备还包括固定架3，固定架3下端固定在底板11上，固定架3上部设有横梁31，直线位移传感器15固定在横梁31下。

Claims (10)

1.一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，包括：成型装置、检测装置、A/D转换单元、数据处理单元、输入模块、输出模块、存储单元；其中，成型装置用于对待测土样进行压实，且被压实的土样横截面与检测装置样品腔室匹配，检测装置通过A/D转换单元与数据处理单元电性连接，检测装置将监测到的待测土样的变形量、胀力与温度传输给数据处理单元，数据处理单元将监测的上述数据加上时间戳后输出到输出模块同时存储到存储单元，输入模块用于设定监测的条件；
检测装置包括：底板、固定半模、试验半模、上盖板、直线位移传感器、压力传感器、温度传感器；固定半模立于底板之上且与底板固定，试验半模立于底板之上且可拆卸的与固定半模扣合，固定半模和试验半模围成的半封闭区域为样品腔室，样品腔室任意高度的横截面形状均相同且样品腔室的壁面与底板均垂直，样品腔室顶部敞口，上盖板位于上部样品腔室内，直线位移传感器垂直固定在上盖板上方，直线位移传感器其活动杆保持与上盖板相抵，压力传感器固定在试验半模内壁上且由上而下间隔布置不少于2个，在每个压力传感器同一高度处设有温度传感器；
成型装置包括：成型半模、成型上压板、成型压杆；成型半模的外形与试验半模相一致；在成型半模的内壁对应试验半模的压力传感器处，设有与压力传感器大小匹配的凸块；成型上压板大小与样品腔室横截面匹配，成型上压板上表面固定有成型压杆。
2.如权利要求1所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，在固定半模与试验半模扣合接合部各自设有凹槽，且对应部位的凹槽在固定半模、试验半模扣合后形成槽孔，该槽孔内装有密封条。
3.如权利要求2所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，在底板与试验半模的接合部各自设有凹槽，且对应部位的凹槽在底板、试验半模接合后形成槽孔，该槽孔内装有密封条。
4.如权利要求3所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，成型半模对应试验半模处设有凹槽。
5.如权利要求1或4所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，固定半模与试验半模的扣合接合部各自向两侧伸出形成凸缘，凸缘上设有圆孔，通过螺栓紧固固定半模与试验半模。
6.如权利要求1或4所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，压力传感器及温度传感器均为3个。
7.如权利要求1或4所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，压力传感器向内凸出的方向与试验半模扣合面的开口方向一致。
8.如权利要求1或4所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，样品腔室任意高度的横截面为正方形。
9.如权利要求1或4所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，直线位移传感器设有两个，且对峙设置在两侧。
10.如权利要求1或4所述的一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备，其特征在于，一种盐渍土胀变形量与胀力测定设备还包括固定架，固定架下端固定在底板上，固定架上部设有横梁，直线位移传感器固定在横梁下。
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