CN212031471U - 一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，包括基座、工作台和试验箱。工作台包括操作按钮、液晶显示板、可编程控制器；显示板安装在工作台上，可编程控制器安装在工作台内部，控制器与操作按钮、显示板连接；试验箱安装于工作台上，包括箱体、恒温控制器、透明玻璃量筒、搅拌棒、激光发射器、标尺、拉门、警示装置；箱体外上部安装有恒温控制器，箱体内部上侧安装升降控制器，升降控制器通过伸缩弹簧与搅拌棒相连；箱体底板上设有量筒固定支座，支座上放置试验玻璃量筒，箱体内部一侧设有激光发射器，另一侧设有标尺；恒温控制器、激光器、标尺、警示装置分别与可编程控制器相连；警示装置用于在膨胀土体积稳定时发出声音提醒。
Description
技术领域
本实用新型涉及土工试验领域，特别涉及一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置。
背景技术
自由膨胀率是人工制备的烘干、碾细的土试样在水中和空气中分别自由堆积的体积之差与在空气中自由堆积的体积之比，由于试验所需的仪器设备简单，操作方便，试验周期短，适于野外初步鉴定而成为评价膨胀土胀缩特性的重要指标。自由膨胀率作为反映膨胀土膨胀性的一个重要物理指标，与土中黏土矿物，主要是亲水性矿物蒙脱石和伊利石的含量有关，其值的大小直接反映土的膨胀潜势，对土的判别分类和工程处理起着至关重要的作用。
目前，常用的自由膨胀率试验方法是依据《公路土工试验规程》JTG E40-2007，将一定的风干土样碾细过0.5mm筛，并在100±5℃下烘干至恒重，在干燥器中冷却后用标准量土杯取10mL土样进行自由膨胀率测试，量筒内土样沉积后约每5h记录一次试样体积，体积估读至0.1mL，当两次的读数差值不大于0.2mL时，即认为膨胀稳定。通过大量试验可以得知，土样粒径、环境温度以及读数误差都对自由膨胀率试验结果有一定的误差。由于碎土工具、用力大小、人的差异等影响，致使土的粒径大小与膨胀土膨胀性不匹配，土样碾细后＜0.1mm的土样松散堆积质量小，使得量土杯内土样质量明显减少，同时土样的颗粒结构会发生改变。测试过程中认为因素干扰较多，量筒读数有一定的误差对于同一种土样，不同的制备方法对所取土样质量有较大的影响。量筒内土样沉积后约每5h记录一次试样体积，试验人员易遗忘试验，同时浪费了大量的人力，造成成本过高，试验效率低下。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，该装置针对《公路土工试验规程》JTG E40-2007中粒径大小与膨胀土膨胀性不匹配、环境温度以及读数误差造成的试验结果不准确均可以有效解决。
为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，该装置包括基座、工作台和试验箱。
所述的工作台包括操作按钮、液晶显示板、可编程控制器。
进一步地操作按钮有开始、参数设置、校准、搅拌、温度设置、激光发射按钮、保存7个功能。进一步地所述的液晶显示板安装在工作台上，可编程控制器安装在工作台内部，可编程控制器与操作按钮、液晶显示板连接。
所述的试验箱安装于工作台上，包括箱体、恒温控制器、透明玻璃量筒、搅拌装置、激光发射器、标尺、拉门。
进一步地，箱体侧面有拉门，拉门为透明玻璃，所述的箱体外上部安装有恒温控制器。箱体内部上侧安装升降控制器，升降控制器通过伸缩弹簧与搅拌棒相连。所述箱体底板上设有量筒固定支座，支座上放置试验量筒。所述箱体内部右侧设有激光发射器，所述箱体内部左侧设有标尺。进一步地，量筒、激光发射器、标尺三者的中轴线在一条直线上。恒温控制器、激光发射器、标尺分别与可编程控制器相连。进一步地拉门箱体之间有密封圈。进一步地箱体上有数据稳定提醒装置。
有益效果
本实用新型的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，能够控制实验温度，操作简便，自动化强度高，数据结果准确，节约时间，降低成本。
附图说明
图1为本实用新型一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置结构示意图。
图中，1-箱体，2-标尺，3-量筒基座，4-透明玻璃量筒，5-激光发射器，6-拉门，7-密封圈，8-工作台，9-液晶显示板，10-操作按钮，11-可编程控制器，12-恒温控制器，13-升降控制器，14-伸缩弹簧，15-搅拌棒，16-警示装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。以下实施例将有助于本领域技术人员进一步理解本实用新型。应当指出的是，对本领域技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
请参阅图1，本实用新型提供的一个实施例中，一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，该装置包括基座、工作台和试验箱。
所述的工作台包括操作按钮、液晶显示板、可编程控制器。
进一步地操作按钮有开始、参数设置、校准、搅拌、温度设置、激光发射按钮、保存7个功能。进一步地所述的液晶显示板安装在工作台上，可编程控制器安装在工作台内部，可编程控制器与操作按钮、液晶显示板连接。
所述的试验箱安装于工作台上，包括箱体、恒温控制器、透明玻璃量筒、搅拌装置、激光发射器、标尺、拉门、警示装置。
进一步地，箱体侧面有拉门，拉门为透明玻璃，所述的箱体外上部安装有恒温控制器。箱体内部上侧安装升降控制器，升降控制器通过伸缩弹簧与搅拌棒相连。所述箱体底板上设有量筒固定支座，支座上放置试验透明玻璃量筒，量筒容积50mL，最小刻度1mL。所述箱体内部右侧设有激光发射器，所述箱体内部左侧设有标尺。进一步地，量筒、激光发射器、标尺三者的中轴线在一条直线上。进一步地拉门箱体之间有密封圈。进一步地箱体上有数据稳定警示装置。进一步地，恒温控制器、激光发射器、标尺、警示装置分别与可编程控制器相连。搅拌棒为疏水材料制成，防止水及土样粘附，影响试验结果。
进一步地，启动参数设置按钮，将预设的温度t0、量筒内土样初始体积V0输入到控制器内。启动搅拌按钮，将自动对配制的试样进行搅拌，默认10s。启动温度设置，使试验箱内温度保持恒定，默认20℃。启动保存按钮，可将试验数据保存在静态存储器中，在断电后也不丢失。
进一步地，液晶显示板实时显示试验箱内的温度，量筒内土样初始体积、膨胀稳定后体积。试验终了时，系统自动依据下式计算改组试验的膨胀率，并在液晶显示板上显示。
其中：δef—为自由膨胀率(％)，精确至0.1％；
v—土样在量筒中膨胀稳定后的体积(mL)；
v0—量土杯容积(10mL)，即干土自由堆积体积。
进一步地，标尺刻度与量筒的刻度一致，激光发射器发出的激光是一个平面，平面的高度与量筒、标尺高度一致。激光发射器发射的激光透过量筒照射在标尺上，标尺自动检测膨胀土体积，标尺上照亮部分的最小值即为膨胀土膨胀稳定的体积，每5h自动记录一次膨胀土体积。
进一步地，本实用新型安装有试验结果稳定提醒装置，当相邻两次记录的膨胀土体积读数≤0.2mL时，视为膨胀稳定，此时发出提醒，减少试验人员的工作量。
进一步地，在试验前取有代表性的风干土样轻轻碾碎，尽量不破坏土粒结构，使其过0.5mm与0.075mm的筛，取区间内50g土放入到盛土盒内，移入105±5℃烘箱中，烘至恒重，依据《公路土工试验规程》JTG E40-2007测定干土自由堆积体积的方式得出v0。
取出试验量筒，注入蒸馏水30mL，5mL5％分析纯氯化钠溶液，将土样倒入量筒中，将量筒放入到量筒支座上，启动搅拌，然后取下量筒，加水至50mL。
Claims (8)
1.一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：该装置包括量筒固定支座(3)、工作台和试验箱；
所述的工作台包括操作按钮(10)、液晶显示板(9)、可编程控制器(11)；液晶显示板(9)安装在工作台上，可编程控制器(11)安装在工作台内部，可编程控制器(11)与操作按钮(10)、液晶显示板(9)连接；
所述的试验箱安装于工作台上，包括箱体(1)、恒温控制器(12)、透明玻璃量筒(4)、搅拌棒(15)、激光发射器(5)、标尺(2)、拉门(6)、警示装置(16)；
所述的箱体(1)外上部安装有恒温控制器(12)，箱体内部上侧安装升降控制器(13)，升降控制器(13)通过伸缩弹簧(14)与搅拌棒(15)相连；所述箱体底板上设有量筒固定支座(3)，支座上放置试验透明玻璃量筒(4)，所述箱体内部一侧设有激光发射器(5)，另一侧设有标尺(2)，进一步地，量筒(4)、激光发射器(5)、标尺(2)三者的中轴线平行且在一个平面；进一步地，恒温控制器(12)、激光发射器(5)、标尺(2)、警示装置(16)分别与可编程控制器(11)相连；警示装置(16)用于在膨胀土体积稳定时发出声音提醒。
2.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：进一步地操作按钮有开始、参数设置、校准、搅拌、温度设置、激光发射按钮、保存7个功能。
3.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：进一步地，箱体(1)侧面设有拉门(6)，拉门(6)为透明玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：进一步地，优选量筒容积50mL，最小刻度1mL。
5.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：进一步地，拉门(6)箱体(1)之间设有密封圈(7)。
6.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：进一步地，搅拌棒为疏水材料制成，用于防止水及土样粘附。
7.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：液晶显示板用于实时显示试验箱内的温度，量筒内土样初始体积、膨胀土体积，并在试验终了时显示膨胀率。
8.根据权利要求1所述的一种快速准确测定膨胀土自由膨胀率的装置，其特征在于：所述标尺刻度与量筒的刻度一致，激光发射器发出的激光是一个平面，平面的高度与量筒、标尺高度一致；所述膨胀土体积指激光发射器发射的激光透过量筒照射在标尺上，标尺上照亮部分的最小值。
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|---|---|---|---|---|
| CN114527262A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-05-24 | 湖北华投绿智工程科技有限公司 | 一种自由泌水率与自由膨胀率检测仪 |
| CN114689820A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-07-01 | 保山学院 | 一种基于三维扫描的膨胀土胀缩特性测试及评价方法 |
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| CN114689820B (zh) * | 2022-03-07 | 2024-06-04 | 保山学院 | 一种基于三维扫描的膨胀土胀缩特性测试及评价方法 |
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