CN207570525U - 一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，包括底座、试样筒、环形刀和测量装置，试样筒放置于底座顶部，试样筒内部具有试样腔，试样筒顶部开有与试样腔相连通的筒口，试样腔中设有环形刀，环形刀内部具有土样刀腔，环形刀的土样刀腔顶部设有加载板，加载板顶部设有测量装置，测量装置包括连杆和与连杆顶部对应连接的百分表，连杆底部与加载板对应接触；底座内部或/和顶部设有用于对试样腔进行制冷处理的制冷系统，试样筒内壁或/和试样筒外壁设有用于对试样腔进行加热处理的加热系统。本实用新型既能测量冻融循环作用下的土样胀缩量，又能测量干湿循环作用下的土样胀缩量，具有结构简单、操作方便等优点。

Description

一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置。

背景技术

季冻区黄土路基工程中边坡土体长期经历着干湿循环及冻融循环作用。由于冬季温度普遍较低，冻融作用作为一种强风化作用，能够改变土体的结构性进而显著影响土体的物理力学性质，最终影响边坡土体的稳定性。而夏季多雨季节干湿循环作用明显，对黄土的物理力学性质以及结构也都有较大的影响，最终导致黄土边坡土体变形甚至失稳破坏。目前对长期经历反复冻融和干湿循环作用下边坡土体的胀缩量变化规律研究甚少，尚未出现一种可同时实现冻融循环和干湿循环的土体胀缩变形量测试的一体化试验装置，极大阻碍了对冻融循环和干湿循环共同作用下的土体变形量的深入研究。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，既能测量冻融循环作用下的土样胀缩量，又能测量干湿循环作用下的土样胀缩量，具有结构简单、操作方便等优点。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，包括底座、试样筒、环形刀和测量装置，所述试样筒放置于底座顶部，所述试样筒内部具有试样腔，所述试样筒顶部开有与试样腔相连通的筒口，所述试样腔中设有环形刀，所述环形刀内部具有土样刀腔，所述环形刀的土样刀腔顶部放置有加载板，所述加载板顶部设有测量装置，所述测量装置包括连杆和与连杆顶部对应连接的百分表，所述连杆底部与加载板对应连接或对应接触；所述底座内部或/和顶部设有用于对试样腔进行制冷处理的制冷系统，所述试样筒内壁或/和试样筒外壁设有用于对试样腔进行加热处理的加热系统。

本实用新型优选的制冷系统结构技术方案如下：所述制冷系统包括冷库腔体、压缩机、制冷管和冷凝管，所述冷库腔体置于底座内部或/和顶部，所述制冷管包括制冷管主体部分、制冷管进口和制冷管出口，所述制冷管的制冷管主体部分置于冷库腔体中，所述制冷管的制冷管出口与压缩机密闭连通，所述制冷管的制冷管进口与冷凝管密闭连通，所述压缩机与制冷管密闭连通。

本实用新型优选的加热系统结构技术方案如下：所述试样筒内壁设有加热系统，所述加热系统包括加热线圈、加热电阻丝、保温绝热层和电源，所述保温绝热层设置于试样筒内壁上，所述保温绝热层上连接有置于试样腔中的加热线圈，所述加热线圈与加热电阻丝电连接，所述加热电阻丝与电源电连接。

作为优选，所述试样筒内壁完全覆盖设有保温绝热层，所述加热线圈沿着保温绝热层高度方向由下至上层叠布置。

作为优选，所述环形刀位于试样腔中部位置，所述环形刀由两个空心半圆形刀模具组合而成，两个空心半圆形刀模具均具有半圆形土样刀腔，两个空心半圆形刀模具的半圆形土样刀腔组合构成环形刀的土样刀腔，所述环形刀的土样刀腔截面呈圆形形状。

作为优选，所述试样筒的试样腔底部设有下透水石，所述环形刀的土样刀腔顶部还设有上透水石，所述上透水石位于加载板底部。

作为优选，所述试样筒顶部设有封闭筒口的盖板，所述盖板开有与环形刀或加载板相配合的通孔。

作为优选，所述底座上开有与下透水石相连通的排水通道，所述底座底部设有与排水通道相对应的排水阀门。

本实用新型还包括连杆支架系统，所述连杆支架系统包括竖直支架和水平夹持杆，所述竖直支架底部固定连接于底座上，所述竖直支架顶部固定有水平夹持杆，所述水平夹持杆上开有与连杆相配合的连杆限位穿行孔。

作为优选，所述加热电阻丝与电源之间电连接有加热控制按钮组件，所述加热控制按钮组件包括加热开关按钮、加热温度调控按钮和加热定时按钮，所述加热开关按钮用于开启或关闭电源对加热电阻丝的供电，所述加热温度调控按钮用于提高或降低电源对加热电阻丝的供电电量，所述加热定时按钮用于设定电源对加热电阻丝的供电时间。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型综合考虑了冻融和干湿等影响因素，可以测量不同环境下土样胀缩变形量；本实用新型既能测量冻融循环作用下的土样胀缩量，又能测量干湿循环作用下的土样胀缩量，解决了现有试验装置测量结果单一的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中制冷系统的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－底座，2－试样腔，3－制冷系统，4－加热系统，5－环形刀，6－盖板，7－排水阀门，8－加载板，9－连杆，10－百分表，11－水平夹持杆，12－竖直支架，13－冷库腔体，14－压缩机，15－制冷管，16－冷凝管，17－加热线圈，18－加热电阻丝，19－保温绝热层，20－加热开关按钮,21－加热温度调控按钮,22－加热定时按钮。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1、图2所示，一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，包括底座1、试样筒、环形刀5、测量装置和连杆支架系统，试样筒放置于底座1顶部，试样筒内部具有试样腔2，试样筒顶部开有与试样腔2相连通的筒口，试样筒顶部设有封闭筒口的盖板6，盖板6开有与环形刀5或加载板8相配合的通孔。试样腔2中设有环形刀5，环形刀5内部具有土样刀腔，环形刀5位于试样腔2中部位置。本实用新型优选的环形刀5由两个空心半圆形刀模具组合而成，两个空心半圆形刀模具均具有半圆形土样刀腔，两个空心半圆形刀模具的半圆形土样刀腔组合构成环形刀5的土样刀腔，环形刀5的土样刀腔截面呈圆形形状。

如图1所示，环形刀5的土样刀腔顶部放置有加载板8，加载板8顶部设有测量装置，测量装置包括连杆9和与连杆9顶部对应连接的百分表10，连杆9底部与加载板8对应连接或对应接触。本实施例的连杆支架系统包括竖直支架12和水平夹持杆11，竖直支架12底部固定连接于底座1上，竖直支架12顶部固定有水平夹持杆11，水平夹持杆11上开有与连杆9相配合的连杆限位穿行孔。底座1内部或/和顶部设有用于对试样腔2进行制冷处理的制冷系统3，试样筒内壁或/和试样筒外壁设有用于对试样腔2进行加热处理的加热系统4。

如图2所示，制冷系统3包括冷库腔体13、压缩机14、制冷管15和冷凝管16，冷库腔体13置于底座1内部或/和顶部，制冷管15包括制冷管主体部分、制冷管进口和制冷管出口，制冷管15的制冷管主体部分置于冷库腔体13中，制冷管15的制冷管出口与压缩机14密闭连通，制冷管15的制冷管进口与冷凝管16密闭连通，压缩机14与制冷管15密闭连通。

如图1所示，试样筒内壁设有加热系统4，加热系统4包括加热线圈17、加热电阻丝18、保温绝热层19和电源，保温绝热层19设置于试样筒内壁上，保温绝热层19上连接有置于试样腔2中的加热线圈17，加热线圈17与加热电阻丝18电连接，加热电阻丝18与电源电连接。本实用新型优选的试样筒内壁完全覆盖设有保温绝热层19，加热线圈17沿着保温绝热层19高度方向由下至上层叠布置。如图1所示，加热电阻丝18与电源之间电连接有加热控制按钮组件，加热控制按钮组件包括加热开关按钮20、加热温度调控按钮21和加热定时按钮22，加热开关按钮20用于开启或关闭电源对加热电阻丝18的供电，加热温度调控按钮21用于提高或降低电源对加热电阻丝18的供电电量，加热定时按钮22用于设定电源对加热电阻丝18的供电时间。

如图1所示，试样筒的试样腔2底部设有下透水石，环形刀5的土样刀腔顶部还设有上透水石，上透水石位于加载板8底部。底座1上开有与下透水石相连通的排水通道，底座1底部设有与排水通道相对应的排水阀门7。

本实用新型的工作原理如下：

利用本实用新型进行土样冻融循环胀缩量测量时，具体步骤如下：

S1、选取测量土样，利用环形刀5底部刀刃插入土体中，制取要求高度的土样；

S2、将土样与环形刀5一同放入试样筒的试样腔2中，使得土样与环形刀5置于下透水石顶部；

S3、盖上盖板6，确保盖板6与试样腔2密封良好；

S4、放置加载板8，让测量装置的连杆9底部与加载板8对应连接或对应接触，使得连杆9与加载板8接触良好，调节百分表10的读数为零；

S5、打开制冷系统3，本实用新型的制冷系统3上设有用于控制制冷开关的开关按钮，制冷系统3上设有用于调节制冷温度的制冷温度调节按钮，制冷系统3上设有用于设定制冷时间的制冷定时按钮。通过开关按钮打开制冷系统3，通过制冷温度调节按钮和制冷定时按钮控制所需的制冷环境。进行土样冻结试验，观察百分表10的读数来测量冻胀量；

S6、制冷结束后，通过加热开关按钮20打开加热系统4，通过加热温度调控按钮21和加热定时按钮22控制所需的加热环境，进行土样融化试验,观察百分表10的读数来测量融沉量。

与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、操作方便、测量精度高等优点，满足了土样冻融和干湿要求，综合考虑冻融和干湿等影响因素，可以测量不同环境下土样胀缩变形量，解决了现有试验装置测量结果单一的问题。

上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：包括底座（1）、试样筒、环形刀（5）和测量装置，所述试样筒放置于底座（1）顶部，所述试样筒内部具有试样腔（2），所述试样筒顶部开有与试样腔（2）相连通的筒口，所述试样腔（2）中设有环形刀（5），所述环形刀（5）内部具有土样刀腔，所述环形刀（5）的土样刀腔顶部放置有加载板（8），所述加载板（8）顶部设有测量装置，所述测量装置包括连杆（9）和与连杆（9）顶部对应连接的百分表（10），所述连杆（9）底部与加载板（8）对应连接或对应接触；所述底座（1）内部或/和顶部设有用于对试样腔（2）进行制冷处理的制冷系统（3），所述试样筒内壁或/和试样筒外壁设有用于对试样腔（2）进行加热处理的加热系统（4）。

2.按照权利要求1所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述制冷系统（3）包括冷库腔体（13）、压缩机（14）、制冷管（15）和冷凝管（16），所述冷库腔体（13）置于底座（1）内部或/和顶部，所述制冷管（15）包括制冷管主体部分、制冷管进口和制冷管出口，所述制冷管（15）的制冷管主体部分置于冷库腔体（13）中，所述制冷管（15）的制冷管出口与压缩机（14）密闭连通，所述制冷管（15）的制冷管进口与冷凝管（16）密闭连通，所述压缩机（14）与制冷管（15）密闭连通。

3.按照权利要求1所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述试样筒内壁设有加热系统（4），所述加热系统（4）包括加热线圈（17）、加热电阻丝（18）、保温绝热层（19）和电源，所述保温绝热层（19）设置于试样筒内壁上，所述保温绝热层（19）上连接有置于试样腔（2）中的加热线圈（17），所述加热线圈（17）与加热电阻丝（18）电连接，所述加热电阻丝（18）与电源电连接。

4.按照权利要求3所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述试样筒内壁完全覆盖设有保温绝热层（19），所述加热线圈（17）沿着保温绝热层（19）高度方向由下至上层叠布置。

5.按照权利要求1所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述环形刀（5）位于试样腔（2）中部位置，所述环形刀（5）由两个空心半圆形刀模具组合而成，两个空心半圆形刀模具均具有半圆形土样刀腔，两个空心半圆形刀模具的半圆形土样刀腔组合构成环形刀（5）的土样刀腔，所述环形刀（5）的土样刀腔截面呈圆形形状。

6.按照权利要求1所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述试样筒的试样腔（2）底部设有下透水石，所述环形刀（5）的土样刀腔顶部还设有上透水石，所述上透水石位于加载板（8）底部。

7.按照权利要求1所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述试样筒顶部设有封闭筒口的盖板（6），所述盖板（6）开有与环形刀（5）或加载板（8）相配合的通孔。

8.按照权利要求6所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述底座（1）上开有与下透水石相连通的排水通道，所述底座（1）底部设有与排水通道相对应的排水阀门（7）。

9.按照权利要求1所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：还包括连杆支架系统，所述连杆支架系统包括竖直支架（12）和水平夹持杆（11），所述竖直支架（12）底部固定连接于底座（1）上，所述竖直支架（12）顶部固定有水平夹持杆（11），所述水平夹持杆（11）上开有与连杆（9）相配合的连杆限位穿行孔。

10.按照权利要求3所述的一种土样冻融循环与干湿循环胀缩量的一体化测量装置，其特征在于：所述加热电阻丝（18）与电源之间电连接有加热控制按钮组件，所述加热控制按钮组件包括加热开关按钮（20）、加热温度调控按钮（21）和加热定时按钮（22），所述加热开关按钮（20）用于开启或关闭电源对加热电阻丝（18）的供电，所述加热温度调控按钮（21）用于提高或降低电源对加热电阻丝（18）的供电电量，所述加热定时按钮（22）用于设定电源对加热电阻丝（18）的供电时间。