CN108535093A - 一种用于室内土工试验的可视化试样盒 - Google Patents

一种用于室内土工试验的可视化试样盒 Download PDF

Info

Publication number
CN108535093A
CN108535093A CN201810666816.6A CN201810666816A CN108535093A CN 108535093 A CN108535093 A CN 108535093A CN 201810666816 A CN201810666816 A CN 201810666816A CN 108535093 A CN108535093 A CN 108535093A
Authority
CN
China
Prior art keywords
box
hole
lower box
cartridge body
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810666816.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杜强
郝琳
李翔
白小同
汪自扬
姜雨璞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University
Original Assignee
Inner Mongolia University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University filed Critical Inner Mongolia University
Priority to CN201810666816.6A priority Critical patent/CN108535093A/zh
Publication of CN108535093A publication Critical patent/CN108535093A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
    • G01N3/068—Special adaptations of indicating or recording means with optical indicating or recording means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0025—Shearing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于室内土工试验的可视化试样盒，包括上盒体（1）、下盒体（2）、定位销（3）、顶盖（4）；下盒体（2）中间设有圆柱形凹槽（21），下盒体（2）边缘处设有下盒限位孔（22），上盒体（1）中间设有上盒通孔（11），上盒体（1）边缘处设有上盒限位通孔（12）；下盒限位孔（22）和上盒限位通孔（12）通过定位销（3）可拆卸式连接；上盒体（1）和下盒体（2）均为透明材质。本发明既可以用于室内土工直剪试验的样品测试，又适用于一维固结试验的样品测试，测试实验结果准确、可靠；可直接通过肉眼或数码拍摄设备观测土体在剪切作用下或压缩作用下的运动状态，可观测土体的结构变化及位移。

Description

一种用于室内土工试验的可视化试样盒
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于室内土工试验的可视化试样盒。
背景技术
试样盒是土工试验重要的实验器材，每种测试仪器都对应有配套的试样盒，其中直剪试验用的直剪盒及一维固结试验的压缩盒都属于试样盒的一种，在实际应用过程中存在着以下不足：
直剪试验是一种重要的土工试验，通过直剪试验可以获取一定含水量和密实度的土样在固定剪切面情况下的剪切特性，获取其抗剪强度参数，包括土样的黏聚力和内摩擦角。根据试验土样本身性质的不同，直剪试验可以分为无黏性土的直剪试验和黏性土的直剪试验。现在市场应用的直剪盒是用铜材料加工制作而成的，在进行直剪试验时通过在竖直荷载作用下，移动水平位移的具体参数，再经过计算获得其抗剪强度参数。因为直剪盒的材料使用是铜材料制作而成的，外表是黄铜色，所以并不能观察到在竖直荷载和剪切作用下土颗粒的结构变化及位移和变形的情况。即传统的直剪试验在进行试验时我们只最终获取到该类土体的抗剪强度参数，而对于土颗粒在垂直荷载和水平剪力的作用下的细观结构变化及运动状态并不清楚。
一维固结试验是一种重要的土工试验，通过该试验可以获取土样在侧限条件下，受竖向荷载后的竖向压缩变形情况，进而得到土体的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数等参数，为研究土体的压缩性及地基的沉降变形提供试验依据。与直剪试验类似，现有的一维固结试验中，压缩盒同样为铜材料制成，在试验过程中，是通过百分表来测量土样的竖向变形，并不能直接观察到土体在竖向荷载作用下的土颗粒的细观结构变化及土体的位移及变形情况。
为了实现直剪试验过程中及压缩试验过程中的可视化，能更好的观察和研究土颗粒在受到剪切作用下的细观结构和位移及变形，提高实验效率，我们有必要改进现有的直剪盒及压缩盒的形式，并提供一种直剪试验及一维固结试验通用的试样盒。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于室内土工试验的可视化试样盒，既可以用于室内土工直剪试验的样品测试，又适用于一维固结试验的样品测试，测试实验结果准确、可靠；可直接通过肉眼或摄像机观测土体在剪切作用下或压缩作用下的运动状态，可观测土体的结构和位移及变形。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种用于室内土工试验的可视化试样盒，包括上盒体1、下盒体2、定位销3、顶盖4；
所述下盒体2中间设有圆柱形凹槽21，下盒体2边缘处设有下盒限位孔22；
所述上盒体1中间设有上盒通孔11，上盒体1边缘处设有上盒限位通孔12，所述上盒体1一侧设有限位卡槽13；
所述上盒通孔11上方设有顶盖4；
所述圆柱形凹槽21和上盒通孔11直径相等，所述下盒限位孔22和上盒限位通孔12通过定位销3可拆卸式连接；
所述上盒体1和下盒体2均为透明材质。
而且，所述下盒体2为中间设有圆柱形凹槽的长方体结构，所述下盒限位孔22分别设在下盒体2对应的直角处；所述上盒体1为中间设有上盒通孔的长方体结构，所述上盒通孔11分别设在上盒体1对应的直角处。
而且，所述限位卡槽13为T型卡槽。
而且，所述上盒体1和下盒体2均由有机玻璃制成。
而且，所述盒圆柱形凹槽21内部设有透水石5。
而且，所述圆柱形凹槽21内径为61.8mm，所述圆柱形凹槽21槽深17mm；所述上盒体1高为23cm，所述下盒体2高为23mm。
而且，所述圆柱形凹槽21底部设有排水孔23。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明既可以用于室内土工直剪试验的样品测试，又适用于一维固结试验的样品测试，使用方便高效，大大提高了实验效率。
2、本发明所述上盒体和下盒体均由有机玻璃制成，实现试验盒的可视化功能。在力学性能特征上，有机玻璃属于硬而脆的塑料，可承担试验所需的荷载。利用本发明进行土工试验时，可直接通过肉眼或数码拍摄设备观测土体在剪切作用下或压缩作用下的运动状态，可观测土体的结构变化及位移。
3、本发明所述圆柱形凹槽底部设有排水孔，可以及时排出透水石中的水分，进而及时高效的排出土体中的水分，缩短了固结时间，满足较高含水率土体固结试验的要求。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明上盒体结构示意图。
图3为本发明下盒体结构示意图。
图4为本发明透水石结构示意图。
图5为本发明限位卡槽结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
一种用于室内土工试验的可视化试样盒，如图1、图2、图3、图4所示，包括上盒体1、下盒体2、定位销3、顶盖4；
所述下盒体2中间设有圆柱形凹槽21，下盒体2边缘处设有下盒限位孔22；
所述上盒体1中间设有上盒通孔11，上盒体1边缘处设有上盒限位通孔12，所述上盒体1一侧设有限位卡槽13；
所述上盒通孔11上方设有顶盖4；
所述圆柱形凹槽21和上盒通孔11直径相等，所述下盒限位孔22和上盒限位通孔12通过定位销3可拆卸式连接；
所述上盒体1和下盒体2均为透明材质。
作为优选，所述下盒体2为中间设有圆柱形凹槽的长方体结构，所述下盒限位孔22分别设在下盒体2对应的直角处；所述上盒体1为中间设有上盒通孔的长方体结构，所述上盒通孔11分别设在上盒体1对应的直角处。
作为优选，如图5所示，所述限位卡槽13为T型卡槽。
作为优选，所述上盒体1和下盒体2均由有机玻璃制成。
作为优选，所述盒圆柱形凹槽21内部设有透水石5。
作为优选，所述圆柱形凹槽21内径为61.8mm，所述圆柱形凹槽21槽深17mm；所述上盒体1高为23cm，所述下盒体2高为23mm。
作为优选，所述圆柱形凹槽21底部设有排水孔23。
本发明用于室内土工直剪试验的样品测试的使用方法如下：
试样盒安装：在直剪试验过程中，首先将下盒体安装在直剪仪的导轨上，然后安放上盒体，使上盒体一侧的定位卡槽与直剪仪的量力环相连接；并通过定位销将上下盒体位置限定；
放置样品：首先在试样盒中部的圆柱形空间内（由圆柱形凹槽和上盒通孔形成）依次放置透水石和滤纸（不排水试验则放置塑料膜）；然后用环刀取样，并将土样放置在由圆柱形凹槽和上盒通孔形成的在圆柱形空间内，依次放置滤纸（不排水试验则放置塑料膜）和透水石；
测试样品：样品放置结束后，在上部安放顶盖，并施加竖向荷载；拔掉定位销，以一定速度摇动手轮，推动下盒体运动，上下盒体之间产生相对位移；用百分表测出位移量，通过量力环的系数计算出对应的剪应力。在σ-τ坐标系中绘制每一级荷载下的剪应力，得到土体的抗剪强度曲线，得到土体的抗剪强度指标。
本发明用于一维固结试验的样品测试的使用方法如下：
试样盒安装：在一维固结试验过程中，首先将下盒体安装在固结仪的平台上，然后安放上盒体，并通过定位销将上下盒体位置限定；
放置样品：在试样盒中部的圆柱形空间内（由圆柱形凹槽和上盒通孔形成）放置透水石和滤纸。用环刀取样，并将土样放置在圆柱形空间内（由圆柱形凹槽和上盒通孔形成），放置滤纸和透水石；
测试样品：样品放置结束后，在上部安放顶盖，并施加竖向荷载，用百分表测出竖向变形量，在e-p坐标系中绘制每一级荷载下的孔隙比，得到土体的e-p曲线，得到土体的压缩指标。
为了证实本发明可以用于室内土工直剪试验的样品测试，又适用于一维固结试验的样品测试，而且不影响实验测试结果，特进行了以下测试实验。
实验部分如下：
实验一、直剪试验
分别采用传统的直剪盒（SDJ-1A应变式手摇电动直仪（带有配套的直剪盒），绍兴市肯特机械电子有限公司）及本发明进行直剪试验，每组测试进行3次平行实验，测试结果如表1所示：利用SPSS19.0软件进行显著性分析可知，利用本发明测定的土样的剪应力与传统的剪切盒测定的土样的剪应力实验结果一致，无显著性差异（P>0.25），符合直剪试验的技术要求。
表1直剪试验数据
实验二、一维固结试验
分别采用传统的压缩盒（三联高压固洁仪（带有配套的压缩盒），绍兴市肯特机械电子有限公司）及本发明进行一维固结试验，每组测试进行3次平行实验，测试结果如表2所示：利用SPSS19.0软件进行显著性分析可知，利用本发明测定的土样的孔隙比与传统的压缩盒测定的土样的孔隙比实验结果一致，无显著性差异（P>0.25），符合一维固结试验的技术要求。
表2 固结试验数据

Claims (7)

1.一种用于室内土工试验的可视化试样盒，包括上盒体（1）、下盒体（2）、定位销（3）、顶盖（4），其特征在于：
所述下盒体（2）中间设有圆柱形凹槽（21），下盒体（2）边缘处设有下盒限位孔（22）；
所述上盒体（1）中间设有上盒通孔（11），上盒体（1）边缘处设有上盒限位通孔（12），所述上盒体（1）一侧设有限位卡槽（13）；
所述上盒通孔（11）上方设有顶盖（4）；
所述圆柱形凹槽（21）和上盒通孔（11）直径相等，所述下盒限位孔（22）和上盒限位通孔（12）通过定位销（3）可拆卸式连接；
所述上盒体（1）和下盒体（2）均为透明材质。
2.根据权利要求1所述的一种用于室内土工试验的可视化试样盒，其特征在于：所述下盒体（2）为中间设有圆柱形凹槽的长方体结构，所述下盒限位孔（22）分别设在下盒体（2）对应的直角处；所述上盒体（1）为中间设有上盒通孔的长方体结构，所述上盒通孔（11）分别设在上盒体（1）对应的直角处。
3.根据权利要求1所述的一种用于室内土工试验的可视化试样盒，其特征在于：所述限位卡槽（13）为T型卡槽。
4.根据权利要求1所述的一种用于室内土工试验的可视化试样盒，其特征在于：所述上盒体（1）和下盒体（2）均由有机玻璃制成。
5.根据权利要求1所述的一种用于室内土工试验的可视化试样盒，其特征在于：所述盒圆柱形凹槽（21）内部设有透水石（5）。
6.根据权利要求1所述的一种用于室内土工试验的可视化试样盒，其特征在于：所述圆柱形凹槽（21）内径为61.8mm，所述圆柱形凹槽（21）槽深17mm；所述上盒体（1）高为23cm，所述下盒体（2）高为23mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于室内土工试验的可视化试样盒，其特征在于：所述圆柱形凹槽（21）底部设有排水孔（23）。
CN201810666816.6A 2018-06-26 2018-06-26 一种用于室内土工试验的可视化试样盒 Pending CN108535093A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810666816.6A CN108535093A (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种用于室内土工试验的可视化试样盒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810666816.6A CN108535093A (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种用于室内土工试验的可视化试样盒

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108535093A true CN108535093A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63486981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810666816.6A Pending CN108535093A (zh) 2018-06-26 2018-06-26 一种用于室内土工试验的可视化试样盒

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108535093A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109708940A (zh) * 2019-01-25 2019-05-03 长业建设集团有限公司 一种螺栓式流塑土环刀振实器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776696A (zh) * 2014-03-03 2014-05-07 中国科学院地质与地球物理研究所 一种土工合成材料拉拔剪切试验装置
CN103852371A (zh) * 2014-03-12 2014-06-11 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种粗粒土直剪试验可视化剪切装样盒
CN205958386U (zh) * 2016-07-29 2017-02-15 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 一种适用于室内土工直剪试验的直剪盒
CN208254936U (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 内蒙古大学 一种用于室内土工试验的可视化试样盒

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776696A (zh) * 2014-03-03 2014-05-07 中国科学院地质与地球物理研究所 一种土工合成材料拉拔剪切试验装置
CN103852371A (zh) * 2014-03-12 2014-06-11 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种粗粒土直剪试验可视化剪切装样盒
CN205958386U (zh) * 2016-07-29 2017-02-15 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 一种适用于室内土工直剪试验的直剪盒
CN208254936U (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 内蒙古大学 一种用于室内土工试验的可视化试样盒

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
苏道刚: "《工程地质勘察试验教程》", 西南交通大学, pages: 28 - 29 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109708940A (zh) * 2019-01-25 2019-05-03 长业建设集团有限公司 一种螺栓式流塑土环刀振实器
CN109708940B (zh) * 2019-01-25 2021-07-23 长业建设集团有限公司 一种螺栓式流塑土环刀振实器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Clayton et al. A method of estimating the form of coarse particulates
Grasselli Shear strength of rock joints based on quantified surface description
Iskander et al. Spatial deformation measurement using transparent soil
Wang et al. Experimental study on cracking damage characteristics of a soil and rock mixture by UPV testing
Åkesson et al. Relationship between texture and mechanical properties of granites, central Sweden, by use of image-analysing techniques
CN103806906B (zh) 岩/土体钻孔原位测试装置及方法
CN110130300B (zh) 采用剪切波速确定夯/压实填土层承载力特征值的方法
CN206362623U (zh) 一种野外测定岩石点荷载强度的仪器
CN103674739B (zh) 一种泥页岩脆裂性质的实验装置及其实验分析方法
Chen et al. Morphological analysis of sheared rock with water–rock interaction effect
Hedayat et al. Laboratory determination of rock fracture shear stiffness using seismic wave propagation and digital image correlation
Wang et al. Experimental study of the ultrasonic and mechanical properties of SRM under compressive loading
Rajabi et al. An experimental characterization of shear wave velocity (V s) in clean and hydrocarbon-contaminated sand
CN108535093A (zh) 一种用于室内土工试验的可视化试样盒
Patel et al. Application of digital image correlation technique for measurement of tensile elastic constants in Brazilian tests on a bi-modular crystalline rock
Khanlari et al. Determination of geotechnical properties of anisotropic rocks using some index tests
CN107022994B (zh) 一种微型动探仪及测试方法
CN208254936U (zh) 一种用于室内土工试验的可视化试样盒
KR101722934B1 (ko) 파쇄암에서의 지질공학적 암반분류방법
CN107817164B (zh) 模拟现场错动带结构和应力状态的室内真三轴试验方法
CN114897767A (zh) 一种致密混积岩储层储集空间多尺度表征与储层分类方法
Ram et al. A modified JRC-JCS model and its applicability to weathered joints of granite and quartzite
CN115961927A (zh) 储隔层t型裂缝扩展模拟及动态监测方法
CN110907317A (zh) 岩石颗粒分析方法、装置、设备及计算机可读存储设备
Wang et al. Mechanical behaviors of bimsoils during triaxial deformation revealed using real-time ultrasonic detection and post-test CT image analysis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination