CN208459168U - 一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，包括试验台、蓄/排水池、圆柱状盛土器、竖向加载装置、模拟加热干燥装置、温度测量装置、变形量测装置；圆柱状盛土器底部镶嵌有直径大于圆柱状盛土器的透水材料板，顶部设置有四根竖向导向杆，土体试样放置于圆柱状盛土器内，土体试样上依次设置第二层透水材料板和多孔传压板，多孔传压板上设置竖向加载装置和变形量测装置。本实用新型通过浸水饱和‑加热干燥的方法模拟干湿循环，可实现模拟各种土体在真实受荷状态下干湿循环变化，试验过程中可控制干燥温度，准确测量干湿循环过程中的竖向变形，便于准确评价土体的干湿稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于土工材料试验领域，特别涉及一种能够模拟土体材料在受荷条件下进行干湿循环试验的设备。
背景技术
大型水库库岸、人工岛礁等岩土体常因水位升降、潮汐变化等而经常承受周期性的干湿循环作用。在干湿循环作用下岩土体的力学特性劣化是库岸边坡失稳和人工岛礁破坏的主要原因。研究干湿循环作用下土体的劣化特性进而评价边坡、人工岛礁的稳定性具有重要的现实意义和理论价值。
现有室内模拟干湿循环的方法主要有三种：第一种是通过增大-减小土体内部的吸力模拟干湿循环过程；第二种是浸水-风干法，即通过浸水、风干等手段模拟干湿循环过程；第三种是饱和-烘干法，即在真空饱和器中进行抽真空饱和，再在烘箱内进行烘干模拟干湿循环过程。
第一种方法可模拟土体在实际受力条件下的干湿循环过程，但此方法干湿循环试验周期长，且设备复杂，试验过程相对繁琐。第二、第三种方法试验简单，但不能模拟土体在受荷条件下的干湿循环过程，土体的受力状态与实际应力状态不符，不能有效评价土体在干湿循环作用下的劣化特性。
实用新型内容
本实用新型提供一种模拟受荷条件下土体干湿循环的试验装置，可实现在室内模拟土体在真实受力状态下的干湿循环，进而评价土体的干湿循环稳定性。
本实用新型采用如下技术方案：
一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：包括试验台和设置于试验台上的蓄（排）水池，蓄（排）水池内安装有放置土样的圆柱状盛土器，盛土器上设置传压板，传压板上设置有变形量测装置和竖向加载装置，试验台上部通过立柱安装有模拟加热干燥装置，盛土器上设置有温度测量装置。
所述实验装置还包括设置于盛土器上的温度传感器。
所述蓄（排）水池底部设有排水管和止水开关。
所述圆柱状盛土器底部镶嵌有直径大于圆柱状盛土器的透水材料板，透水材料板上部放置土体试样，试样上部设置第二层透水材料板，圆柱状盛土器顶部设置有四根竖向导向杆，导向杆以圆柱状盛土器中心点为圆心环向等间距分布，导向杆环向净距与圆柱状盛土器内径相同，圆柱状盛土器内还安装有固定变形量测装置所用的支架。
所述传压板直径与圆柱状盛土器内径相同，传压板上开设有均匀分布的透水（气）孔，便于土体试样中的水分蒸发。
所述传压板上安装有用于测量土体试样干湿循环过程中竖向变形的变形量测装置。
所述竖向加载装置包括与传压板直接接触的加载横梁、穿过试验台的竖向传力杆、杠杆、砝码。
所述立柱上设置有用于调节加热干燥装置与土体试样间距的升降调节装置。
所述模拟加热干燥装置包括设置于立柱上的横杆、取暖加热灯、温度调节器。
所述温度测量装置设置于圆柱状盛土器顶部，用于测量土体试样表面的温度。
本实用新型的优点是：本实用新型可以对土体试样施加不同的竖向压力，在模拟不同深度处土体实际受力情况下进行干湿循环，并且本实用新型中温度测量装置、升降调节装置、温度调节器的设置可使本实用新型在干燥过程中干燥温度可控可调，可以实现准确模拟不同地域土体的干燥速率，进而能够准确的对不同地域、不同深度土体试样的力学特性劣化规律进行研究，评价土体的干湿循环稳定性。此外，本实用新型中圆柱状盛土器顶部环向导向杆的设置以及盛土器底部镶嵌的透水材料板直径大于盛土器直径的构造措施，可便于在土体试样干燥前通过毛巾等吸干试样上部和下部设置的透水材料板中的多余水分，加快干燥速度，缩短试验时间。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为沿图1的A-A线剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1、2所示，一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，包括试验台1、设置于试验台上的蓄（排）水池2、放置土样的圆柱状盛土器3、传压板4、变形量测装置5、竖向加载装置6、模拟加热干燥装置8和温度测量装置9，所述的圆柱状盛土器3设置于蓄（排）水池2内，盛土器3底部镶嵌有直径大于盛土器3的透水材料板31，被测试的土体试样10置于透水材料板31之上，试样上部设置直径与圆柱状盛土器3内径相同的第二层透水材料板32，通过向蓄（排）水池2内灌水，水可通过透水材料板31、32从土体试样10的下端和上端浸入土体，蓄（排）水池2底部设有排水管21和止水开关22，方便进行排水操作。所述第二层透水材料板32上部设置直径与圆柱状盛土器3内径相同的传压板4，传压板4上部设置变形量测装置5和竖向加载装置6。所述模拟加热干燥装置8通过立柱7与试验台1相连，包括设置于立柱上的横杆81、取暖加热灯82、温度调节器83。所述温度测量装置9置于盛土器3顶部，用于测量干燥过程中土体试样10的表面温度。
为了限制传压板4水平方向的位移，保证传压板仅能够传递竖向荷载，所述圆柱状盛土器3顶部设置4根竖向导向杆33，4根导向杆环向等间距分布，导向杆环向净距与圆柱状盛土器内径相仿，传压板4置于由四根竖向导向杆33围成的环向空间内。
所述传压板4上开设有均匀分布的透水（气）孔。
所述竖向加载装置6包括与传压板4直接接触的加载横梁61、竖向传力杆62、杠杆63。
所述立柱7上设置有升降调节装置71，用于调节模拟加热干燥装置与土样表面的垂直距离，有利于调节土体试样10的表面温度。
本实用新型的使用步骤为：将圆柱状盛土器3放置在蓄（排）水池2中，盛土器3底部镶嵌直径大于盛土器的透水材料板31，之后，将土体试样10放置于盛土器3中，将第二层透水材料板32和传压板4依次置于土体试样之上，在传压板4上安装变形测量装置5，将安装好的所述装置置于加载横梁61的正下方，使加载横梁61与传压板4接触并调整变形测量装置5的零点，通过杠杆63对试样施加预定荷载，关闭止水开关22，向蓄（排）水池2中注入清水直至淹没土体试样，水通过透水材料板31、32从试样顶部和底部进入试样使试样饱和，再打开止水开关22将蓄（排）水池2中的水通过排水管21排干，用毛巾吸干透水材料板31、32及试样表面多余的水分，再打开模拟加热干燥装置8，通过调节温度调节器83和和升降调节装置71改变试样表面温度直至温度测量装置9显示温度达到预定温度为止，根据试验需要调整加热干燥时间，进而满足一次干湿循环试验，试验过程中通过变形量测装置记录土体试样竖向变形。
Claims (11)
1.一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：包括试验台（1）和设置于试验台（1）上的蓄/排水池（2），蓄/排水池（2）内安装有放置土样的圆柱状盛土器（3），盛土器（3）上设置传压板（4），传压板（4）上设置有变形量测装置（5）和竖向加载装置（6），试验台（1）上部通过立柱（7）安装有模拟加热干燥装置（8），盛土器（3）上安装有温度测量装置（9）。
2.根据权利要求1所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：还包括设置于盛土器（3）上的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述圆柱状盛土器（3）底部镶嵌有直径大于盛土器（3）的透水材料板（31），透水材料板上部放置土体试样（10），试样上部设置第二层透水材料板（32），圆柱状盛土器（3）顶部设置有四根竖向导向杆（33）。
4.根据权利要求3所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述土体试样（10）的高度与圆柱状盛土器（3）高度一致，第二层透水材料板（32）设置于圆柱状盛土器（3）顶部由四根竖向导向杆（33）围成的环向空间内。
5.根据权利要求3或4所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述四根竖向导向杆以圆柱状盛土器（3）中心点为圆心环向等间距分布，导向杆环向净距与圆柱状盛土器（3）内径相同。
6.根据权利要求5所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述圆柱状盛土器（3）内还安装有固定变形量测装置（5）所用的支架（34）。
7.根据权利要求1或2所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述竖向加载装置（6）包括与传压板（4）直接接触的加载横梁（61）、穿过试验台（1）的竖向传力杆（62）、杠杆（63）、砝码（64）。
8.根据权利要求1或2所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述传压板（4）直径与圆柱状盛土器（3）内径相同，传压板（4）上开设有均匀分布的透水/气孔。
9.根据权利要求1所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述蓄/排水池（2）底部设有排水管（21）和止水开关（22）。
10.根据权利要求1所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述模拟加热干燥装置（8）包括设置于立柱上的横杆（81）、取暖加热灯（82）、温度调节器（83）。
11.根据权利要求1或10所述的一种模拟土体受荷条件下干湿循环稳定性的试验装置，其特征在于：所述立柱（7）上设置有升降调节装置（71）。
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| CN111521755A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-11 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 用于泥岩单侧浸水崩解特性研究的试验装置及试验方法 |
| CN113970466A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-01-25 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 现场干湿循环作用下粗粒土大型直剪试验试样制作装置及制作方法 |
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