CN201666857U - 大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪 - Google Patents

大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪 Download PDF

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徐�明
宋二祥
陈金锋
茅加峰
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NANJING SOIL INSTRUMENT CO Ltd
Tsinghua University
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NANJING SOIL INSTRUMENT CO Ltd
Tsinghua University
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Abstract

本实用新型公开了属于岩土力学实验装置范围的一种大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪;该实验仪的试件容器室内装着一个大型堆石料的试件,试件上下各有一块多孔板,拉杆及加载横梁垂直连接不锈钢传压板中心,由百分表测量试件的竖向变形,调平衡装置中轴下端固定端部轴承,加载杠杆以端部轴承为支点,调平衡装置调节杠杆的位置调整到水平状态,加载杠杆一端的拉杆连接轴承和端部轴承连接,加载杠杆的另一端悬挂砝码。本实用新型采用机械式杠杆加载,完全不依靠电力,因此可以进行以年计的长期实验,而不受断电等因素的影响。通过变形测量装置每隔一段时间读取试件的压缩变形,从而保证了竖向荷载大小和位置的准确。

Description

大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪
技术领域
[0001] 本实用新型属于岩土力学实验装置范围,特别涉及一种大型堆石料侧限蠕变压缩 实验仪;具体的说,通过对含较大粒径的堆石料试件施加长期稳定的竖向压力,以研究其在 长期荷载作用下的侧限蠕变力学特性。另外,还可研究堆石料在工后遇水时发生的湿陷沉 降。该实用新型对于研究高填方长期工后沉降的内在机理以及合理预测的方法具有重要意 义。
背景技术
[0002] 随着我国西部山区基础设施建设的迅猛发展,高填方地基日益增多,其长期工后 沉降直接关系到建造于其上的高速公路、铁路和机场等设施的正常使用。而高填方地基工 程沉降的预测分析是一很有难度的问题,该实用新型对于填筑所用堆石料的长期蠕变特性 研究就具有重要的理论意义和工程实用价值。
[0003] 目前最常见的用于研究土的蠕变特性的仪器是固结仪,但是其尺寸小,最大的直 径只有不到80毫米,高度则不到40毫米。因此这类固结仪只能用于测试细粒土(如粘土, 砂),无法用以测试直径大得多的高填方堆石料。
[0004] 现在对堆石料的蠕变研究,一般用液压千斤顶施加竖向荷载。这种加载方式不仅 需要较大的反力框架,而且需要自动伺服系统以保持恒定的压力。但是,由于蠕变实验可能 要求持续一年甚至多年,而自动伺服系统可能由于断电或其自身的故障而停止工作,导致 实验中断。因此这种方法难以进行长期(以年计)的蠕变实验。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是针对研究土的蠕变特性的仪器是固结仪,只能用于测试细粒 土,无法用以测试直径大得多的高填方堆石料的蠕变研究,一般对高填方堆石料的蠕变研 究用液压千斤顶施加竖向荷载,这种加载方式不仅需要较大的反力框架,而且需要自动伺 服系统持续一年甚至多年保持恒定的压力,但是,自动伺服系统可能由于断电或其自身的 故障而停止工作,导致实验中断。因此这种方法难以进行长期(以年计)的蠕变实验的不 足,而提供一种大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪,其特征在于,该实验仪由试件容器室、杠 杆加载装置、调平衡装置、变形测量装置、以及框架组成;
[0006] 所述试件容器室1的底部放置多孔板4,多孔板4上堆满大型堆石料的试件14,在 试件14上面放置多孔板4,不锈钢传压板2压在多孔板4上面,有机玻璃桶3套在试件容器 室1外面,拉杆15及加载横梁9垂直连接不锈钢传压板2中心,拉杆15在试件容器室1的 后面呈“□”形与拉杆连接轴承7连接;百分表11由支杆12支持在拉杆及加载横梁9顶部 并连接在一起;上述组件放置在框架13的顶板16上;调平衡装置10安装在顶板16下面, 调平衡装置10中轴下端固定端部轴承8,调平衡装置10的中轴可以上下移动,进而使端部 轴承8的竖向位置发生改变;加载杠杆5—端的拉杆连接轴承7和端部轴承8连接,加载杠 杆5穿过框架13的侧面板,杠杆5的另一端悬挂砝码6。[0007] 所述试件容器室为内径200毫米、厚度20毫米的铸铜容器,并能测试直径为200 毫米,高200毫米的试件。
[0008] 所述有机玻璃桶的内径为300毫米、厚度10毫米。
[0009] 所述大型堆石料的最大的粒径达到50毫米。
[0010] 本实用新型的有益效果是:1.稳定性好、测试精度高,能进行长期实验;2.在长期 实验中能保证试件所受竖向力大小和位置的准确性;3.试件粒径范围大,施加压力的范围 宽(0〜40kN),试件允许的压缩变形幅度大(0〜50mm) ;4.结构简单、可操作性强,对场地 和安装测试人员没有特殊要求。
附图说明
[0011] 图1为大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪结构示意图,其中:
[0012] 1-试件容器室,内径200毫米、厚度20毫米的铸铜容器;2-不锈钢传压板;3_有机 玻璃桶,内径300毫米、厚度10毫米;4-多孔板;5-加载杠杆;6-砝码;7-拉杆连接轴承; 8_端部轴承;9-拉杆及加载横梁;10-调平衡装置;11-百分表;12-支杆;13-框架;14-试 件。
[0013] 图2为加载杠杆工作原理示意图。 具体实施方式
[0014] 本实用新型提供一种大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪,下面结合附图予以说明。 在图1中,试件容器室1内装着一个直径为200毫米,高200毫米的大型堆石料试件14,试 件14上下各有一块多孔板4,以保证试件中的水能流出。拉杆15及加载横梁9垂直连接不 锈钢传压板2中心,拉杆15在试件容器室1的后面呈“ 口,,形与拉杆连接轴承7连接(如 图2所示);拉杆15及加载横梁9的竖向压力通过不锈钢传压板2施加到试件14上。套 在试件容器室1外面的有机玻璃桶3可以容纳试件中外流的水,或通过向有机玻璃桶3内 注水以达到浸湿试件的目的。百分表11由支杆12支持在拉杆及加载横梁9顶部并连接在 一起;由百分表11测量试件14的竖向变形;调平衡装置10安装在顶板16下面,调平衡装 置10中轴下端固定端部轴承8,调平衡装置10的中轴可以上下移动,进而使端部轴承8的 竖向位置发生改变;加载杠杆5 —端的拉杆连接轴承7和端部轴承8连接,加载杠杆5穿过 框架13的侧面板,加载杠杆5的另一端悬挂砝码6。
[0015] 实验时,通过增加砝码6,加载杠杆5以端部轴承8为支点,杠杆比采用1 : 32(即 端部轴承8与拉杆连接轴承7的水平距离:端部轴承8与砝码重心的水平距离),从而使所 需的砝码重量大为减轻;通过拉杆连接轴承7将放大的拉力传递给拉杆15及加载梁9,进 而通过不锈钢传压板2施加到试件14上。当加载杠杆5发生过大倾斜时,可通过调平衡装 置10使端部轴承8的竖直位置发生改变,进而使杠杆5恢复到水平状态。
[0016] 本实用新型采用机械式杠杆加载,完全不依靠电力,因此可以进行以年计的长期 实验,而不受断电等因素的影响。另外,设有调平衡装置,并通过变形测量装置每隔一段时 间读取试件的压缩变形。当试件在荷载下发生压缩变形,导致加载杠杆5发生过大倾斜时, 可通过摇动调平衡装置的手柄将其活塞推下,使杠杆的位置调整到水平状态,从而保证了 竖向荷载大小和位置的准确。

Claims (4)

  1. 一种大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪,其特征在于,该实验仪由试件容器室、杠杆加载装置、调平衡装置、变形测量装置、以及框架组成;所述试件容器室(1)的底部放置多孔板(4),多孔板(4)上堆满大型堆石料的试件(14),在试件(14)上面放置多孔板(4),不锈钢传压板(2)压在多孔板(4)上面,有机玻璃桶(3)套在试件容器室(1)外面,拉杆(15)及加载横梁(9)垂直连接不锈钢传压板(2)中心,拉杆(15)在试件容器室(1)的后面呈“口”形与拉杆连接轴承(7)连接;百分表(11)由支杆(12)支持在拉杆及加载横梁(9)顶部并连接在一起;上述组件放置在框架(13)的顶板(16)上,调平衡装置(10)安装在顶板(16)下面,调平衡装置(10)中轴下端固定端部轴承(8),加载杠杆(5)一端的拉杆连接轴承(7)和端部轴承(8)连接,加载杠杆(5)穿过框架(13)的侧面板,加载杠杆(5)的另一端悬挂砝码(6)。
  2. 2.根据权利要求1所述大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪,其特征在于,所述试件容器 室为内径200毫米、厚度20毫米的铸铜容器,并能测试直径为200毫米,高200毫米的试件。
  3. 3.根据权利要求1所述大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪,其特征在于,所述有机玻璃 桶的内径为300毫米、厚度10毫米。
  4. 4.根据权利要求1所述大型堆石料侧限蠕变压缩实验仪,其特征在于,所述大型堆石 料的最大的粒径达到50毫米。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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