CN204649237U - 膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，包括盛放膨胀土的容器、加载部分、测量部分，盛土容器为有机玻璃制成，其侧壁分为内外两层，两层之间有空间间隔，内层侧壁的下部开有透水孔；加载部分包括支架、铰接在支架上的杠杆、连接在铰接端相对一端的配重、连接在杠杆上的连杆、连杆底部固定的压板，其中连杆相对于杠杆上下可调，压板形状与下方的盛土容器内层口部形状相对应；测量部分包括测量盛土容器径向变形的百分表，测量膨胀土竖向膨胀位移的感应器，感应器电连接数据采集器。操作简单、实用性广，易于推广，可根据需求分别测量观察原状土、重塑土等各种情况下土体的变化及指标。

Description

膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置

技术领域

本实用新型属于本发明涉及膨胀土性能测试领域，尤其涉及一种膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置。

背景技术

膨胀土是种高塑性黏土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。

膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。膨胀土是特殊土的一种。膨胀土粘粒成份主要由强亲水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土。该土具有吸水膨胀、失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用不可低估，并且构成的破坏是不易修复的。为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全、舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。

针对膨胀土国内外学者作了许多有意义的探索，如膨胀率的测定、膨胀力的测定技术等，这些有意义的研究和发明，在不同的工程中发挥了重要的作用。

目前用于测定膨胀率的技术有：

原状土或扰动土在特定荷载和有侧限约束条件下的膨胀率。

试验所用的主要仪器设备 ：固结仪、加荷设备 试验前必须率定不同压力下的仪器变形量（加压上盖应为轻质材料并带护环）环刀 （直径为61.8mm 或79.8mm 高度为20mm）位移计 量程（10mm 最小分度值0.01mm 的百分表或准确度为全量程0.2% 的位移传感器）有荷载膨胀率试验 应按下列步骤进行1、试样制备应按土工试验方法标准步骤进行 2、试样安装应按土工试验方法标准进行并在试样和透水板之间加薄型滤纸3、分级连续或一次施加所要求的荷载 一般指上覆土质量或上覆土加建筑物附加荷载 直至变形稳定 测记位移计读数 变形稳定标准为每2小时变形不超过0.01mm 再自下而上向容器内注入纯水 并保持水面高出试样5mm  4、浸水后每隔2h测记读数一次 直至两次读数差值不超过0.01mm时膨胀稳定 测记位移计读数。

5、试验结束 吸去容器中的水卸除荷载，取出试样，称试样质量并测定其含水率。

试验结束后，按规范中规定公式计算膨胀率。

现有技术存在以下缺点：

1、试验所需的仪器设备比较多，且无法直观观察土体在浸水后的随时变化情况。

2、无法测定土体变化随水量变化的关系。

   目前用于测定膨胀力的技术有：原状土和击实粘土采用加荷平衡法。试验所用的主要仪器设备应与土工试验方法标准相同。

 膨胀力试验 应按下列步骤进行:

1、试样制备应按土工试验方法标准的步骤进行。

2、试样安装应按土工试验方法标准的步骤进行并自下而上向试验土注入纯水保持水面高出试样项面。

3、百分表开始顺时针转动时表明试样开始膨胀，立即施加适当的平衡荷载，使百分表指针回到原位。

4、当施加的荷载足以使仪器产生变形时，在施加下一级平衡荷载时，百分表指针应逆时针转动一个等于仪器变形量的数值。

5、当试样在某级荷载下间隔2h不再膨胀时，则试样在该级荷载下达到稳定，允许膨胀量不应大于0.01mm，记录施加的平衡。

6、试验结束后，吸去容器内水，卸除荷载，取出试样，称试样质量，并测定含水率。现有技术二的缺点同技术一相同。

实用新型内容

本实用新型为解决以上现有技术存在的问题，提供一种可以精确测量膨胀土在渗水、加载状况下温度、应力应变以及膨胀量等的试验装置。

本实用新型的技术方案：一种膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，包括盛放膨胀土的容器、加载部分、测量部分，盛土容器为有机玻璃制成，其侧壁分为内外两层，两层之间有空间间隔，内层侧壁的下部开有透水孔，外层侧壁的上边沿高于内层侧壁的上边沿，外层侧壁上设有进水孔，进水孔通过进水管连通水箱，水箱内液面高于内层侧壁的上边沿；加载部分包括支架、铰接在支架上的杠杆、连接在铰接端相对一端的配重、连接在杠杆上的连杆、连杆底部固定的压板，其中连杆相对于杠杆上下可调，压板形状与下方的盛土容器内层口部形状相对应；测量部分包括测量盛土容器径向变形的百分表，测量膨胀土竖向膨胀位移的感应器，感应器电连接数据采集器。

盛土容器的内层侧壁的内壁安置有应力应变片。

其中连杆为螺纹杆，上部穿过杠杆与杠杆螺纹连接。

内层侧壁底部铺一层透水石，透水石上为待试验土，待试验土上再铺一层透水石。待试验土埋有温度传感器。

与现有技术相比具有以下优点：

1、可以实时观察土体在渗水、加载等情况下的变化情况；

2、可以测量多项膨胀土的变化指标，如膨胀量，应力应变等；

3、操作简单、实用性广，易于推广；

4、可根据需求分别测量观察原状土、重塑土等各种情况下土体的变化及指标；

5、可根据观测得到的数据分析得出加载-渗水量-膨胀量的关系曲线；

6、试验仪各组件安装简单，操作方便；

7、试验仪实现数据自动采集的高精度、工程成本增加小；

8、试验仪的噪音小，不会造成环境的噪音污染。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的盛土容器外层部分剖切示意图；

图3是本实用新型的盛土容器内外层部分剖切示意图；

图4是本实用新型的测量部分示意图。

具体实施方式

如图所示，一种膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，包括盛放膨胀土的容器、加载部分、测量部分，盛土容器1为有机玻璃制成，其侧壁分为内外两层，两层之间有空间间隔，内层侧壁的下部开有透水孔2，外层侧壁的上边沿高于内层侧壁的上边沿，外层侧壁上设有进水孔，进水孔通过进水管3连通水箱4，水箱4内液面高于内层侧壁的上边沿；加载部分包括支架5、铰接在支架上的杠杆6、连接在铰接端相对一端的配重7、连接在杠杆6上的连杆8、连杆8底部固定的压板9，其中连杆8相对于杠杆6上下可调，压板9形状与下方的盛土容器1内层口部形状相对应；测量部分包括测量盛土容器1径向变形的百分表，测量膨胀土竖向膨胀位移的感应器10，感应器10电连接数据采集器11。

使用时内层侧壁底部铺一层透水石13，透水石上为待试验土14，待试验土14上再铺一层透水石13。待试验土14埋有温度传感器。水由进水管3进入内外层之间的间隔，下部透水孔2进入透水石13，水自下而上渗入待试验土14，上部水流入透水石13，自上而下渗透土体。加载部分利用杠杆原理对管道中的土体施加一定荷载，配重7重量可调，用来对试验土体施加不同大小的荷载。

盛土容器1的内层侧壁的内壁安置有应力应变片12，用于测量在渗水以及加载等情况下，膨胀土的应力应变情况。

其中连杆8为螺纹杆，上部穿过杠杆6与杠杆6螺纹连接，实现连杆8和压板9的上下可调，适应试验土体不同厚度的需要。

安装好试验装置之后，记录温度计读数，加水，让土样浸水，膨胀，观察浸水过程中土样的变化，记录浸水过程中温度计的温度变化，应力变化，待浸水完全后，记录浸水完全时间，稳定时膨胀量，稳定时温度计读数以及应力、应变。 然后，向试验土体施加荷载，并观察加载过程中土样的变化，待加载完成稳定后，观察土样变形，并分别记录其稳定时膨胀量，温度计读数，应力、应变。最后，通过对记录的现象、数据进行处理，得出土样的膨胀量随时间、浸水量、施加荷载变化的情况，并可得到土样的温度以及应力应变随时间、浸水量、施加荷载变化的情况。

Claims (5)

1.一种膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，包括盛放膨胀土的容器、加载部分、测量部分，其特征是：盛土容器（1）为有机玻璃制成，其侧壁分为内外两层，两层之间有空间间隔，内层侧壁的下部开有透水孔（2），外层侧壁的上边沿高于内层侧壁的上边沿，外层侧壁上设有进水孔，进水孔通过进水管（3）连通水箱（4），水箱（4）内液面高于内层侧壁的上边沿；加载部分包括支架（5）、铰接在支架上的杠杆（6）、连接在铰接端相对一端的配重（7）、连接在杠杆（6）上的连杆（8）、连杆（8）底部固定的压板（9），其中连杆（8）相对于杠杆（6）上下可调，压板（9）形状与下方的盛土容器（1）内层口部形状相对应；测量部分包括测量盛土容器（1）径向变形的百分表，测量膨胀土竖向膨胀位移的感应器（10），感应器（10）电连接数据采集器（11）。

2.根据权利要求1所述的膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，其特征是：盛土容器（1）的内层侧壁的内壁安置有应力应变片（12）。

3.根据权利要求1所述的膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，其特征是：其中连杆（8）为螺纹杆，上部穿过杠杆（6）与杠杆（6）螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，其特征是：内层侧壁底部铺一层透水石（13），透水石上为待试验土（14），待试验土（14）上再铺一层透水石（13）。

5.根据权利要求4所述的膨胀土渗水、膨胀、加载、固结试验装置，其特征是：待试验土（14）埋有温度传感器。