CN207832898U - 一种用于测量三轴试样电阻率的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土工试验领域以及电化学领域，特别是指一种用于测量三轴试样电阻率的装置。本实用新型在凹凸不平的三轴试样表面增加一层石墨粉，通过导电性能良好的石墨粉增加电极与试样的接触面积，同时可减小铜块对三轴试样的压力；试样杯内侧开设槽口的设计，可以通过铜顶座支架有效的承托住铜块电极，减小对三轴试样的压力并方便试验结束后铜顶座的取出；从槽口中延伸出来的导线能方便地切换外部的电源装置；加装了保温层的试样杯封闭后，可以在短时间内减小外部温差变化对试验过程中试样含水率的影响，提高了试验的精度。

Description

一种用于测量三轴试样电阻率的装置

技术领域

本实用新型涉及土工试验领域以及电化学领域，特别是指一种用于测量三轴试样电阻率的装置。

背景技术

土的电阻率实际上是电流垂直通过边长为1m的土方时所呈现的电阻,单位为Ω·m。土的电阻率是表征土导电性的基本参数，也是土的固有物性参数之一。土的电阻率变化范围约为1～105Ω·m。土电阻率主要取决于土的物质组成、结构和孔隙水特征，因而通过土电阻率的室内试验与现场测试，可分析土的颗粒组成、结构特征，进而确定土的工程力学性质。

土的导电性涉及两个不同过程:通过孔隙水导电和通过颗粒表面导电。因而有两个主要参数决定了土体导电性能的大小：(1)孔隙水的含盐量与饱和度；(2)颗粒表面吸附特征与颗粒之间的连结特性。土的电阻率（ρ）是土体导电能力大小的量度, 土体三相组成中，孔隙水、颗粒、结构共同决定了土的电阻率。当孔隙水成分一定时，则取决于饱和度和土的结构；另外，也有用土的电导率(σ)来衡量土导电性能的强弱，电导率定义为:σ=1/ρ。可见，利用土的电阻率法进行土的结构性分析，可以克服传统的土结构性研究中存在的制样困难、测试麻烦、可重复性差与定量分析困难等缺点，提高土结构指标的可操作性和一致性，建立实用结构性模型，有效进行土的工程力学特性参数的测定。

然而在试验过程中发现缺少符合试验精度要求的装置来盛取三轴试样，以便在工程现场、实验室、或不受外界因素干扰的环境下稳定的测量三轴试样的电阻率。试验过程中存在的问题：（1）由于三轴试样制备的过程中存在诸多不确定性，致使试样成品上下表面不可避免的存在凹凸不平的地方，且电阻率的测试结果受电极与土样之间的接触条件影响较大。（2）密度较大、质量较大的铜块可能对三轴土样产生较大的压力，导致试验的结果存在偏差。而较小的压力甚至无压力将导致试样与电极接触不紧密影响试验的结果。（3）温度对土的电阻率也有很大的影响，温度升高导致离子活性的上升，从而致使土电阻率下降，此外，温度的变化会影响铜电极的导电性以及试验仪器的精度。现阶段测量电阻率装置未能很好的做好装置的密封工作，易产生较大的试验误差。因此，一个封闭的试样装置对试验精度以及试验结果的稳定性影响非常大；对黏土、砂、淤泥作相同孔隙率、不同含水率情况下的电阻率试验，可得含水率与电阻率的成反比关系。在孔隙率一定的情况下，含水率增大则电阻率降低，特别是当含水率较小时，含水率的较小变化就能引起电阻率的显著变化，特别是我国幅员辽阔，很多区域温差变化较大，当在这些区域现场取样时，取得的样本易受温度影响导致含水率短时间内发生变化，对试验的影响较大。（4）现有三轴试样装置的便携性较差，不利于工程现场的使用以及推广，在试验过程中，需重点考虑试验装置的强度、刚度、绝缘性、密封性以及便于观察。

实用新型内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种用于测量三轴试样电阻率的装置。本实用新型的技术方案是这样实现的：在外底座上放置有铜底座，铜底座外套设有试样杯，外底座与试样杯滑动接触；试样杯下侧开设有第三槽口，导线一端穿过第三槽口与铜底座连接，铜顶座两侧下部焊接有铜顶座支架，试样杯上侧开设有对称的第一组槽口，铜顶座支架放置在第一组槽口内，铜顶座上方设有装置帽，装置帽与试样杯螺纹连接；铜顶座和装置帽贯通设有第二槽口，导线另一端穿过第二槽口并伸出装置帽外，试样杯用于安放三轴试样。

优选的，所述三轴试样上端面、下端面均匀铺设有石墨粉。

优选的，所述试样杯包含有保温层。

优选的，所述试样杯与外底座螺纹连接。

本实用新型在凹凸不平的三轴试样表面增加一层石墨粉，通过导电性能良好的石墨粉增加电极与试样的接触面积，同时可减小铜块对三轴试样的压力；试样杯内侧开设槽口的设计，可以有效的承托住铜块电极，减小对试样的压力并方便试验结束后铜顶座的取出；从槽口中延伸出来的导线能方便地切换外部的电源装置；加装了保温层的试样杯封闭后，可以在短时间内减小外部温差变化对试验过程中试样含水率的影响，提高了试验的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本发明的试样杯的结构示意图；

图3为本发明的铜顶座的结构示意图；

图4为本发明的铜底座的结构示意图

图5为本发明的外底座的主视图；

图6为本发明的外底座的俯视图；

图7为本发明的装置帽的结构示意图。

1装置帽，2铜顶座，3铜顶座支架，4铜底座，5外底座，6导线，7石墨粉，8三轴试样，9试样杯，10保温层，11第一组槽口，12第二槽口，13第三槽口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：在外底座5上放置有铜底座4，铜底座4外套设有试样杯9，外底座5与试样杯9滑动接触；试样杯9下侧开设有第三槽口13，导线6一端穿过第三槽口13与铜底座4连接，铜顶座2两侧下部焊接有铜顶座支架3，试样杯9上侧开设有对称的第一组槽口11，铜顶座支架3放置在第一组槽口11内，铜顶座2 上方设有装置帽1，装置帽1与试样杯9螺纹连接；铜顶座2和装置帽1贯通设有第二槽口12，导线6另一端穿过第二槽口12并伸出装置帽1外，试样杯9用于安放三轴试样8。

实施例2：在实施例1的基础上，为了增加电极与三轴试样8的接触面积，在三轴试样8上侧、下侧均匀铺设有石墨粉7。

实施例3：在实施例1的基础上，为了减小外部温差变化对试验过程中试样含水率的影响，提高试验精度，试样杯9设有保温层10。

实施例4：在实施例1的基础上，为了增大试样杯9的密封性和装置的稳定性，使外底座5与试样杯9螺纹连接。

使用时，首先将外底座5置于一个平坦的实验台上，然后在外底座5中心区域放置铜底座4，在铜底座4上铺一层石墨粉7，然后在铜底座4上安装试样杯9，并从铜底座4上延伸出导线6，导线6穿过第二槽口12并延伸出试样杯9外与电源装置相连，在试样杯9内放置三轴试样8，在三轴试样8的顶端面铺设一层石墨粉7，将铜顶座支架3安装在第一组槽口11内并使铜顶座2缓慢下放至石墨粉7上，使铜顶座2置于试样杯9上，并保证铜顶座2与石墨粉7接触良好；将装置帽1拧进试样杯9内，封闭试样杯9。通过导线6接通电源即可开始测量三轴试样8的电阻率。

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

Claims (4)

1.一种用于测量三轴试样电阻率的装置，其特征在于：外底座（5）上放置有铜底座（4），铜底座（4）外套设有试样杯（9），外底座（5）与试样杯（9）滑动接触；试样杯（9）下侧开设有第三槽口（13），导线（6）一端穿过第三槽口（13）与铜底座（4）连接，铜顶座（2）两侧下部焊接有铜顶座支架（3），试样杯（9）上侧开设有对称的第一组槽口（11），铜顶座支架（3）放置在第一组槽口（11）内，铜顶座（2）上方设有装置帽（1），装置帽（1）与试样杯（9）螺纹连接；铜顶座（2）和装置帽（1）贯通设有第二槽口（12），导线（6）另一端穿过第二槽口（12）并伸出装置帽（1）外，试样杯（9）用于安放三轴试样（8）。

2.如权利要求1所述的一种用于测量三轴试样电阻率的装置，其特征在于：三轴试样（8）上端面、下端面均匀铺设有石墨粉（7）。

3.如权利要求1所述的一种用于测量三轴试样电阻率的装置，其特征在于：试样杯（9）包含有保温层（10）。

4.如权利要求1所述的一种用于测量三轴试样电阻率的装置，其特征在于：试样杯（9）与外底座（5）螺纹连接。