CN109991392B - 一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿及测试方法，三瓣皿包括椭圆底座，椭圆底座的两个焦点位置分别设有定杆槽和转杆槽，转杆槽内固定设有转杆，定杆槽内固定设有定杆，定杆下部固定设有弹簧片，定杆上部与开口向上的容器活动连接，容器内部固定设有三个隔板，隔板固定在容器的半径上且将容器平均分成三个桶体，隔板下部的容器底部固定设有卡槽，卡槽与弹簧片的翘起端相配合。本发明采用三瓣皿和液塑限联合测定仪测量土样，可对同一土样进行三个平行试验，测得该土样的平均入土深度以及含水率，进而获得土样的液塑限；本发明原理简单，操作方便，可大大缩短测量过程的时间差，降低系统误差，极大的提高土样液塑限的测试精度。

Description

一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿及测试方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是指一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿及测试方法。

背景技术

测定土的液限和塑限，在划分土类、计算塑性指数方面作用显著，在建筑、道路、桥梁、水利和港口工程设计及施工有着十分重要的作用。

传统形式的液塑限联合测定仪的使用方法虽然较为简单，可是需要使用者分别将三种含水率不同的土样进行装填，由于存在时间差，土样表面含水率变化较大，入土深度影响明显。同时，三个容器的摆放，使得试验空间凌乱，测量出的实验数据会有一定影响。这样的做法不仅浪费人力，也会浪费时间。

发明内容

针对现有的土样液塑限测量装置中存在测量时间差以及容器的摆放凌乱问题，本发明提出一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿及测试方法，用三瓣皿替换容器，可将含水率相同的土样一次性装填在一个被均分为三瓣的桶体中，可大大缩短测量过程中时间差，并解决了容器摆放凌乱的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，包括椭圆底座，椭圆底座的两个焦点位置分别设有定杆槽和转杆槽，转杆槽内固定设有转杆，定杆槽内固定设有定杆，定杆下部固定设有弹簧片，定杆上部与开口向上的容器活动连接，容器内部固定设有三个隔板，隔板固定在容器的半径上且将容器平均分成三个桶体，隔板下部的容器底部固定设有卡槽，卡槽与弹簧片的翘起端相配合。

优选地，所述容器中部设有金属圆孔，金属圆孔的一端封闭，金属圆孔的另一端设有开口，金属圆孔通过开口与定杆上部旋转连接，隔板的一端固定在金属圆孔上。

优选地，所述椭圆底座的底面为防滑面。

优选地，所述定杆槽和转杆槽均为螺旋孔槽，定杆槽通过螺纹与定杆相连接，转杆槽通过螺纹与转杆相连接。

优选地，所述定杆的形状为长圆柱状，定杆的下部设有连接部，连接部上设有螺纹，定杆通过螺纹与定杆槽相连接。

优选地，所述转杆的形状为短圆柱状，转杆的一端设有螺纹，转杆通过螺纹与转杆槽相连接。

优选地，所述弹簧片的一端设有通孔，弹簧片通过通孔固定连接在定杆的连接部上，弹簧片的翘起端靠近转杆，弹簧片的水平方向与椭圆底座的长轴的夹角为60°。

一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿的测试方法，其步骤如下：

S1、将定杆穿过弹簧片的通孔旋紧于椭圆底座上的定杆槽上，然后将转杆旋紧于转杆槽上，再把椭圆底座放置在液塑限联合测定仪的升降座上，调整椭圆底座的位置使转杆正对落锤圆锥；

S2、配置一定含水率的土样，将土样分别放入容器的三个桶体中，并将桶体表面刮平，露出三个不同空间的土样；

S3、把盛有土样的容器通过金属圆孔安装于定杆上，旋转容器，使弹簧片的翘起端卡在容器的其中一个卡槽处；

S4、利用液塑限联合测定仪分别测量三个桶体内的土样，测得一组土样的入土深度和含水率的数据，取下容器并清理干净；

S5、重复步骤S2、步骤S3和步骤S4，直至获得三组入土深度和含水率数据，绘制入土深度与含水率的关系曲线，按照土工试验方法计算土样液塑限；

S6、关闭实验仪器，清理实验仪器并将实验仪器放回原位。

优选地，所述步骤S4的具体实现方法为：

S41、调整液塑限联合测定仪的升降台，按照土工试验方法测得容器的一个桶体中土样的一个入土深度；

S42、将弹簧片的翘起端向下按压，将容器旋转120°使弹簧片卡入卡槽内，稳定容器，重复步骤S41，测得第二个入土深度；

S43、重复步骤S42，测得第三个入土深度；

S44、计算三个入土深度平均值，并记录入土深度的平均值，将入土深度的平均值作为该组的入土深度；

S45、从容器中取得适量土样，利用液塑限联合测定仪测量其含水率并记录，得到一组入土深度和含水率数据。

本技术方案能产生的有益效果：本发明采用三瓣皿替换原来单只容器的方式，将同一土样分别放入三瓣皿的三个桶体中，再通过切换弹簧片卡入不同的卡槽内，对三个桶体内土样的同一位置（测试点）进行测试，测试点到桶体周边距离均一致，可保证测试点所在土样表面的张力相同，能够缩短测量不同容器内土样的试验时间差，减少由于仪器原因造成的系统误差，极大的提高土样液塑限的测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的主视图。

图3为本发明的容器的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明的弹簧片的平面图。

图6为本发明的椭圆底座的结构示意图。

图7为图1的俯视图。

图中，1为椭圆底座，2为定杆槽，3为转杆槽，4为定杆，5为转杆，6为金属圆孔，7为隔板，8为弹簧片，9为卡槽，10为容器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1所示，一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，包括椭圆底座1，椭圆底座1的底面为防滑面，防止椭圆底座1和液塑限联合测定仪产生相对移动，椭圆底座1的两个焦点位置分别设有定杆槽2和转杆槽3，转杆槽3内固定设有转杆5，定杆槽2内固定设有定杆4，定杆4的下部设有弹簧片8，定杆4的上部与开口向上的容器10活动连接，使容器10能够绕定杆4旋转。容器10的半径大于定杆槽2与转杆槽3之间的距离，在容器10绕定杆4旋转的过程中，定杆4位于椭圆底座1上的焦点上，可使得容器10位于椭圆底座1上部的确定区域，转杆5一直对应在容器10底部，转杆5距离容器10中心具有相同距离，有利于稳定落锤下落过程中所造成的振动。容器10中部设有三个隔板7，隔板7固定在容器10的半径上且将容器10平均分成三个桶体，三个桶体的开口向上，用三个桶体盛装同一土样，利用液塑限联合测定仪可以同时测得三组数据，可大大缩短测量过程中时间差，提高试验精度。隔板7下部的容器10的底部固定设有卡槽9，卡槽9与弹簧片8的翘起端相配合，能够保证容器10在水平方向上相对稳定，方便土样的测量。

如图3和图4所示，容器10中部设有金属圆孔6，金属圆孔6的一端封闭，金属圆孔6的另一端设有开口，开口向下，金属圆孔6通过开口与定杆4的上部旋转连接，能够使容器10安装于椭圆底座1上并使容器10绕定杆4稳定旋转。

如图2和图6所示，椭圆底座1上的定杆槽2和转杆槽3均为螺旋孔槽，定杆4的形状为长圆柱状，定杆4的下端设有连接部，连接部上设有螺纹，定杆4通过螺纹与定杆槽2相连接。转杆5的形状为短圆柱状，转杆5的一端设有螺纹，转杆5通过螺纹旋紧于转杆槽3内，转杆5位于桶体的下部，转杆5为容器10提供垂直支撑，为了稳定落锤下落时造成的振动，保证容器10的稳定性。

如图5所示，弹簧片8的一端设有通孔，通孔的直径略大于定杆4拥有螺纹的端头部分的切面直径，且通孔的直径稍小于定杆4的中部切面直径。如图2和图7所示，弹簧片8通过通孔固定在定杆4的连接部上，弹簧片8的另一端向上翘起，弹簧片8的翘起端靠近转杆5，弹簧片8长度大于容器10的半径即弹簧片8的另一端伸出容器10，且弹簧片8的翘起端能够卡在容器10底部的卡槽9处，弹簧片8的水平方向与椭圆底座1的长轴构成了60°的夹角，即弹簧片将容器10固定时转杆5在相邻隔板7的中间，从而测量桶体内中部的土样。当落锤下落时，弹簧片8卡在卡槽9处，固定容器10的水平位置，再利用重力和转杆5相互作用，固定容器10的垂直位置，使得试验稳定进行。

实施例2，一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿的测试方法，利用本发明和液塑限联合测定仪对土样进行测试求其液塑限，具体步骤如下：

S1、将定杆4穿过弹簧片8的通孔旋紧于椭圆底座1上的定杆槽2上，然后把转杆5旋紧于转杆槽3上，将椭圆底座1放置在液塑限联合测定仪的升降座上，调整椭圆底座1的位置使转杆5正对落锤圆锥。

S2、配置一定含水率的土样，将土样分别放入容器10的三个桶体中，并将桶体表面刮平，露出三个不同空间的土样。

S3、将盛有土样的容器10通过金属圆孔6安装于定杆4上，旋转容器10，使弹簧片8的翘起端卡在容器10的其中一个卡槽9处。

S4、利用液塑限联合测定仪测量三个桶体内的土样，测得一组土样的入土深度和含水率的数据，取下容器10并清理干净；土样的入土深度和含水率的测量的具体的实现方法为：

S41、调整液塑限联合测定仪的升降台，按照土工试验方法测得容器10的一个桶体中土样的一个入土深度；

S42、将弹簧片8的翘起端向下按压，将容器10旋转120°使弹簧片8卡入卡槽9内，稳定容器10，重复步骤S41，测得第二个入土深度；

S43、重复步骤S42，测得第三个入土深度；

S44、计算三个入土深度平均值，并记录入土深度的平均值，将入土深度的平均值作为改组的入土深度；

S45、从容器10中取得适量土样，测试其含水率并记录，得到一组入土深度和含水率数据。

S5、重复步骤S2、步骤S3和步骤S4，直至获得三组入土深度和含水率数据，绘制入土深度与含水率的关系曲线，按照土工试验方法计算土样液塑限。

S6、关闭实验仪器，清理实验仪器并将实验仪器放回原位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，其特征在于，包括椭圆底座（1），椭圆底座（1）的两个焦点位置分别设有定杆槽（2）和转杆槽（3），转杆槽（3）内固定设有转杆（5），定杆槽（2）内固定设有定杆（4），定杆（4）下部固定设有弹簧片（8），定杆（4）上部与开口向上的容器（10）活动连接，容器（10）内部固定设有三个隔板（7），隔板（7）固定在容器（10）的半径上且将容器（10）平均分成三个桶体，隔板（7）下部的容器（10）底部固定设有卡槽（9），卡槽（9）与弹簧片（8）的翘起端相配合；所述弹簧片（8）的一端设有通孔，弹簧片（8）通过通孔固定连接在定杆（4）的连接部上，弹簧片（8）的翘起端靠近转杆（5），弹簧片（8）的水平方向与椭圆底座（1）的长轴的夹角为60°。

2.根据权利要求1所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，其特征在于，所述容器（10）中部设有金属圆孔（6），金属圆孔（6）的一端封闭，金属圆孔（6）的另一端设有开口，金属圆孔（6）通过开口与定杆（4）上部旋转连接，隔板（7）固定在金属圆孔（6）上。

3.根据权利要求1所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，其特征在于，所述椭圆底座（1）的底面为防滑面。

4.根据权利要求1所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，其特征在于，所述定杆槽（2）和转杆槽（3）均为螺旋孔槽，定杆槽（2）通过螺纹与定杆（4）相连接，转杆槽（3）通过螺纹与转杆（5）相连接。

5.根据权利要求4所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，其特征在于，所述定杆（4）的形状为长圆柱状，定杆（4）的下部设有连接部，连接部上设有螺纹，定杆（4）通过螺纹与定杆槽（2）相连接。

6.根据权利要求4所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿，其特征在于，所述转杆（5）的形状为短圆柱状，转杆（5）的一端设有螺纹，转杆（5）通过螺纹与转杆槽（3）相连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿的测试方法，其特征在于，其步骤如下：

S1、将定杆（4）穿过弹簧片（8）的通孔旋紧于椭圆底座（1）上的定杆槽（2）上，然后将转杆（5）旋紧于转杆槽（3）上，再把椭圆底座（1）放置在液塑限联合测定仪的升降座上，调整椭圆底座（1）的位置使转杆（5）正对落锤圆锥；

S2、配置一定含水率的土样，将土样分别放入容器（10）的三个桶体中，并将桶体表面刮平，露出三个不同空间的土样；

S3、把盛有土样的容器（10）通过金属圆孔（6）安装于定杆（4）上，旋转容器（10），使弹簧片（8）的翘起端卡在容器（10）的其中一个卡槽（9）处；

S4、利用液塑限联合测定仪分别测量三个桶体内的土样，测得一组土样的入土深度和含水率的数据，取下容器（10）并清理干净；

S5、重复步骤S2、步骤S3和步骤S4，直至获得三组入土深度和含水率数据，绘制入土深度与含水率的关系曲线，按照土工试验方法计算土样液塑限；

S6、关闭实验仪器，清理实验仪器并将实验仪器放回原位。

8.根据权利要求7所述的用于土工试验液塑限联合测定的三瓣皿的测试方法，其特征在于，所述步骤S4的具体实现方法为：

S41、调整液塑限联合测定仪的升降台，按照土工试验方法测得容器（10）的一个桶体中土样的一个入土深度；

S42、将弹簧片（8）的翘起端向下按压，将容器（10）旋转120°使弹簧片（8）卡入卡槽（9）内，稳定容器（10），重复步骤S41，测得第二个入土深度；

S43、重复步骤S42，测得第三个入土深度；

S44、计算三个入土深度平均值，并记录入土深度的平均值，将入土深度的平均值作为该组的入土深度；

S45、从容器（10）中取得适量土样，利用液塑限联合测定仪测量其含水率并记录，得到一组入土深度和含水率数据。

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