CN206906169U - 一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，目的在于，有效实时的反映土体在干湿循环或吸水侵蚀作用下的形变过程和规律，在应用后能够提高试验效率，减少试验成本，增强试验可控性，所采用的技术方案为：包括基座，基座上设置有试样室，试样室的上端开口，试样室的侧壁开设有进水口和出水口，试样室内设置有透水石，透水石上端设置有用于放置试样的侧限外环，试验时侧限外环能够限制试样的水平变形，所述侧限外环上端设置有能够检测试样竖向变形的百分表，以及能够检测试样吸水后压力变化的测力计，所述百分表和测力计连接至计算机。

Description

一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置

技术领域

本实用新型涉及水土保持及土力学领域，具体涉及一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置。

背景技术

实际地质监测表明，地下水位的高低并不是一成不变的，会受到到气候、季节、降水、河流的单独或综合影响而在一定范围内上下浮动，因此在地下水位线附近的土体，会频繁的遭受干湿循环的侵蚀作用，造成土体微观结构的改变，并使得整个土层产生较大的变形，在地基基础里则主要表现为竖向沉降，因而给工程安全带来严重的危害。目前在监测土体在含水率影响下的变形研究以及试验方法中，在固定含水率或饱水情况下的较多，但对于自然环境中经常遇到的干湿循环及地下水升降造成的土体变形试验仪器则较为少见。因此需要发明一种针对性强，试验可控性较强的试验装置，能使在有效反映在干湿循环或吸水侵蚀情况下，监测土体或其他固相介质形变的过程和规律的仪器，另一方面则节约人力、物力以及财力的投入。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出了一种结构简单、操作灵活，能有效实时的反映土体在干湿循环或吸水侵蚀作用下的形变过程和规律，在应用后能够提高试验效率，减少试验成本，增强试验可控性的监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括基座，基座上设置有试样室，试样室的上端开口，试样室的侧壁开设有进水口和出水口，试样室内设置有透水石，透水石上端设置有用于放置试样的侧限外环，试验时侧限外环能够限制试样的水平变形，所述侧限外环上端设置有能够检测试样竖向变形的百分表，以及能够检测试样吸水后压力变化的测力计，所述百分表和测力计连接至计算机。

所述侧限外环上端设置有压板，试验时压板位于试样的顶面，所述百分表和测力计均位于压板上。

所述百分表设置在百分表固定架上，所述测力计设置在测力计固定架上。

所述百分表固定架和测力计固定架均包括用于配重的底座，以及固定在底座上的固定杆，所述百分表和测力计设置在固定杆的末端。

所述试样室的内底部设置有用于承载透水石的透水石支座。

所述透水石支座与试样室的侧壁间留有水流通道。

所述透水石的直径与试样室的直径相等。

所述透水石上端铺设有滤纸，滤纸位于透水石与试样间。

所述进水口的高度大于出水口的高度。

与现有技术相比，本实用新型在试样室内设透水石，将试样设置在透水石上端，向试样室内充入水，并通过透水石向试样渗透，同时试样放置在侧限外环内，利用侧限外环内限制试样的水平变形，使试样仅产生竖向变形，并利用百分表检测试样的变形程度，利用测力计检测试样吸水后的压力变化，反映了土体的应力松弛及变形程度，本实用新型能够监测土体或其他固体介质材料在干湿循环或吸水侵蚀作用下的应力松弛过程以及形变过程和规律，可以有效的提高试验效率，增强试验的可控制性，并达到节约资源的目的。此外本实用新型原理简单易懂，操作方便安全，具有良好的使用和推广价值。

进一步，试验时利用压板压在试样的顶面，百分表和测力计位于压板，试样发生竖向变形会带动压板动作，从而便于百分表和测力计的测量。

进一步，透水石上端铺设有滤纸，从而避免土粒进入透水石阻塞水流，且进水口的高度大于出水口的高度，这样就产生水压差，便于水通过透水石向试样渗透。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1.测力计固定架、2.进水口、3.侧限外环、4.压板、5.测力计、6.百分表、7.百分表固定架、8.计算机、9.出水口、10.透水石、11.基座、12.试样、13.透水石支座、14.试样室。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的解释说明。

参见图1，本实用新型包括基座11，基座11上设置有试样室14，试样室14的上端开口，试样室14的侧壁开设有进水口2和出水口9，进水口2的高度大于出水口9的高度。试样室14内设置有透水石10，试样室14的内底部设置有用于承载透水石10的透水石支座13，透水石支座13与试样室14的侧壁间留有水流通道，透水石10的直径与试样室14的直径相等，透水石10上端铺设有滤纸，滤纸位于透水石10与试样12间。透水石10上端设置有用于放置试样12的侧限外环3，试验时侧限外环3能够限制试样12的水平变形，侧限外环3上端设置有能够检测试样12竖向变形的百分表6，以及能够检测试样12吸水后压力变化的测力计5，侧限外环3上端设置有压板4，试验时压板4位于试样12的顶面，百分表6和测力计5均位于压板4上，百分表6和测力计5连接至计算机8。百分表6设置在百分表固定架7上，测力计5设置在测力计固定架1上，百分表固定架7和测力计固定架1均包括用于配重的底座，以及固定在底座上的固定杆，百分表6和测力计5设置在固定杆的末端。

本实用新型包括测力器固定架1、测力计5、百分表固定架7、百分表6、侧限外环3、透水石10、透水石支座13、试样室14、进水口2、出水口9、基座11、计算机8。试样室14主要材质为透明可见的有机玻璃、钢化玻璃或其他透明材质，从而保证在试验过程中能观测试样的变化情况。

测力器固定架1由钢质材料制成，用于固定测定土体或其他固体介质竖向压力的变化情况的测力计5，本身有较好的稳定性，底部设置实心钢质的底座从而保证在试验进行过程中，固定支架整体的稳定性；测力器5可为是机械或电子测力器，用于测定土体或其他固相介质材料吸水后压力变化情况；百分表固定架7由钢质材料制成，用于固定百分表6，本身有较好的稳定性，底部设置实心钢质的底座从而保持整体稳定性；百分表6直接固定在百分表固定架7上，百分表6用于测定由于试样12形变引起的竖向位移，百分表6测距的一段则靠在试样12上端，从而测得竖向位移；

侧限外环3为钢质高强材料制成，试验过程中本身不发生形变，且为中空环状，用于装入原状土或重塑土土体试样或其他固体介质试样，进行干湿循环试验或吸水试验；透水石10设置于侧限外环3下方，透水石10须有良好的透水性，大小尺寸和试样室14内部尺寸吻合，在使用时其上面应当铺设滤纸避免土粒进入透水石10；透水石支座13用于放置透水石10，浸于液体中，用于保持透水石10的稳定性，使其在试验过程中不发生位移，透水石支座13可为防锈防腐的上釉陶瓷；

进水口2设置于试样室14的左侧，用于注入水或其他侵蚀性液体介质，其上设置开闭阀门；出水口9设置于试样室14的右侧，其位置应靠近底部且低于进水口2高度，用于放出浸泡池中的水或其他侵蚀性液体介质，其上设置开闭阀门，出水口2和进水口9控制水位高低从而控制土样的吸水或干燥状态；基座11位于试样室14底部，用于将试样室14放置于一定高度从而便于观察试样变化，且利于放出浸泡池中的液体；计算机8用于收集和处理测力计5以及百分表6测得的实时数据。

本实用新型能够监测土体或其他固体介质材料在干湿循环或吸水侵蚀作用下的应力松弛过程以及形变过程和规律，可以有效的提高试验效率，增强试验的可控制性，并达到节约资源的目的。此外本实用新型原理简单易懂，操作方便安全，具有良好的使用和推广价值。

Claims (9)

1.一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，包括基座(11)，基座(11)上设置有试样室(14)，试样室(14)的上端开口，试样室(14)的侧壁开设有进水口(2)和出水口(9)，试样室(14)内设置有透水石(10)，透水石(10)上端设置有用于放置试样(12)的侧限外环(3)，试验时侧限外环(3)能够限制试样(12)的水平变形，所述侧限外环(3)上端设置有能够检测试样(12)竖向变形的百分表(6)，以及能够检测试样(12)吸水后压力变化的测力计(5)，所述百分表(6)和测力计(5)连接至计算机(8)。

2.根据权利要求1所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述侧限外环(3)上端设置有压板(4)，试验时压板(4)位于试样(12)的顶面，所述百分表(6)和测力计(5)均位于压板(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述百分表(6)设置在百分表固定架(7)上，所述测力计(5)设置在测力计固定架(1)上。

4.根据权利要求3所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述百分表固定架(7)和测力计固定架(1)均包括用于配重的底座，以及固定在底座上的固定杆，所述百分表(6)和测力计(5)设置在固定杆的末端。

5.根据权利要求1所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述试样室(14)的内底部设置有用于承载透水石(10)的透水石支座(13)。

6.根据权利要求5所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述透水石支座(13)与试样室(14)的侧壁间留有水流通道。

7.根据权利要求6所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述透水石(10)的直径与试样室(14)的直径相等。

8.根据权利要求7所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述透水石(10)上端铺设有滤纸，滤纸位于透水石(10)与试样(12)间。

9.根据权利要求1所述的一种监测干湿循环下土体应力松弛及变形的试验装置，其特征在于，所述进水口(2)的高度大于出水口(9)的高度。