CN207946309U - 一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，包括内部中空的排水底座，排水底座顶部设有呈凹槽结构的中空热水箱体，中空热水箱体底部设有多个输水管道，输水管道底部与排水底座顶部连通，中空热水箱体的凹槽底部从下至上依次设有透水石、下层滤纸、试件、上层滤纸和排水孔板，排水孔板的通道顶部与集水腔体底部连通，集水腔体上设有出水管，集水腔体顶部设有矩形热水箱体，矩形热水箱体顶部从下至上依次设有压力传感器、传力柱和托盘，托盘内用于装设砝码，托盘侧部通过延伸板与竖向位移传感器接触；本实用新型装置可以对冻土试件进行融化压缩测量试验，快速获取冻土试件的单位变形量和压力关系曲线。

Description

一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置

技术领域

本实用新型涉及结构拟静力试验装置，具体地指一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置。

背景技术

由于气温变化以及工程建设的影响,冻土发生融化,势必会引起路基的融化下沉以及荷载的压密固结变形，多年的经验表明,融沉破坏是多年冻土地区建筑物冻害的主要原因之一.冻土的融沉性是冻土地区工程建筑设计的重要依据,为此,国际上广泛开展了这方面的研究工作，当前运用于实际融沉量计算考虑两种沉降的叠加，融化下沉是在土体自重的作用下发生的，而压缩沉降则与外部压力有关，目前国内外在进行冻土压缩融化试验时，首先是在微小压力下测出冻土融化后的沉降量，计算冻土的融沉系数，然后分级施加荷载测定各级荷载下的压缩沉降，并取某压力范围计算融化压缩系数，由此可以计算冻土融化压缩的总沉降量。

融沉系数显然是冻土地基融沉计算的重要指标之一，由于融沉系数测试是复杂而且费时的工作,现有技术存在的问题是：传统的融化压缩仪设备对土样进行融化，不能较好的控制试样的形状和精度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，对冻土试件进行融化压缩测量试验，快速获取冻土试件的单位变形量和压力关系曲线。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，包括内部中空的排水底座，所述排水底座顶部设有呈凹槽结构的中空热水箱体，所述中空热水箱体底部设有多个输水管道，所述输水管道底部与排水底座顶部连通，所述中空热水箱体的凹槽底部从下至上依次设有透水石、下层滤纸、试件、上层滤纸和排水孔板，所述排水孔板的通道顶部与集水腔体底部连通，所述集水腔体上设有出水管，所述集水腔体顶部设有矩形热水箱体，所述矩形热水箱体顶部从下至上依次设有压力传感器、传力柱和托盘，所述托盘内用于装设砝码，所述托盘侧部通过延伸板与竖向位移传感器接触。

优选地，所述中空热水箱体两侧分别设有第一进水口和第一出水口，所述矩形热水箱体顶部两端分别设有第二进水口和第二出水口，所述排水底座底部设有排水管。

优选地，所述竖向位移传感器通过支架设于中空热水箱体顶部。

本实用新型的有益效果：本实用新型装置既可以对冻土试样测量融沉系数，同时进行土样单向融化压缩实验，简化了实验程序，提高了实验效率；土样单向融化系统使用恒温热水循环系统，融化压缩仪使用竖向位移传感器和压力传感器，提高了实验的控制精度。

附图说明

图1为一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置的结构示意图；

图中，排水底座1、排水管1.1、中空热水箱体2、第一进水口2.1、第一出水口2.2、输水管道3、透水石4、下层滤纸5、试件6、上层滤纸7、排水孔板8、集水腔体9、出水管10、矩形热水箱体11、第二进水口11.1、第二出水口11.2、压力传感器12、传力柱13、托盘14、砝码15、延伸板16、竖向位移传感器17、支架18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，包括内部中空的排水底座1，所述排水底座1顶部设有呈凹槽结构的中空热水箱体2，所述中空热水箱体2底部设有多个输水管道3，所述输水管道3底部与排水底座1顶部连通，所述中空热水箱体2的凹槽底部从下至上依次设有透水石4、下层滤纸5、试件6、上层滤纸7和排水孔板8，所述排水孔板8的通道顶部与集水腔体9底部连通，所述集水腔体9上设有出水管10，所述集水腔体9顶部设有矩形热水箱体11，所述矩形热水箱体11顶部从下至上依次设有压力传感器12、传力柱13和托盘14，所述托盘14内用于装设砝码15，所述托盘14侧部通过延伸板16与竖向位移传感器17接触。

优选地，所述中空热水箱体2两侧分别设有第一进水口2.1和第一出水口2.2，所述矩形热水箱体11顶部两端分别设有第二进水口11.1和第二出水口11.2，所述排水底座1底部设有排水管1.1。

优选地，所述竖向位移传感器17通过支架18设于中空热水箱体2顶部。

本实施例工作步骤如下：

a：钻取冻土试件，钻样时，试件与原状土保持一致，不得上下倒置，其高度与试件环一致，同时从剩余试件中取适量冻土测定含水率，放置试件时，冻土试件须与中空热水箱体内壁紧密接触，刮平上下面，测定冻土的密度；

b：中空热水箱体的凹槽底部内先放置透水石，其上放一张润湿的下层滤纸，将试件放在下层滤纸上，在试件上面铺一层湿润的上层滤纸和排水孔板，然后放上压力传感器、传力柱和托盘，安装并调整竖向位移传感器；

c：施加1KPa压力的砝码，从新调整竖向位移传感器零位；

d：中空热水箱体和矩形热水箱体通入40°-50°的水，并进行热水循环；

e：试验开始融沉时即开动秒表，分别记录1，2，5，10，30，60min时的变形量△L，然后每两小时观测记录一次，直至变形量稳定为止；

f:融沉稳定后，停止热水循环，并通过添加砝码开始加荷进行压缩实验，加荷等级视试验目的而定，施加每级荷载后24h为稳定标准，并测测量和记录相应的压缩量，直至施加最后一级荷载稳定为止；

g：试验结束后计算融沉系数并绘制单位变形量和压力关系曲线图，即△L～F曲线。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，包括内部中空的排水底座（1），其特征在于：所述排水底座（1）顶部设有呈凹槽结构的中空热水箱体（2），所述中空热水箱体（2）底部设有多个输水管道（3），所述输水管道（3）底部与排水底座（1）顶部连通，所述中空热水箱体（2）的凹槽底部从下至上依次设有透水石（4）、下层滤纸（5）、试件（6）、上层滤纸（7）和排水孔板（8），所述排水孔板（8）的通道顶部与集水腔体（9）底部连通，所述集水腔体（9）上设有出水管（10），所述集水腔体（9）顶部设有矩形热水箱体（11），所述矩形热水箱体（11）顶部从下至上依次设有压力传感器（12）、传力柱（13）和托盘（14），所述托盘（14）内用于装设砝码（15），所述托盘（14）侧部通过延伸板（16）与竖向位移传感器（17）接触。

2.根据权利要求1所述的一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，其特征在于：所述中空热水箱体（2）两侧分别设有第一进水口（2.1）和第一出水口（2.2），所述矩形热水箱体（11）顶部两端分别设有第二进水口（11.1）和第二出水口（11.2），所述排水底座（1）底部设有排水管（1.1）。

3.根据权利要求1所述的一种荷载条件下冻土融化压缩试验装置，其特征在于：所述竖向位移传感器（17）通过支架（18）设于中空热水箱体（2）顶部。