CN212483131U - 一种用于ct连续扫描的微型高应力压缩仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，包括固结盒、水槽和加压机构，加压机构包括由上至下依次布设的反力平台、上导力杆、压力传感器、下导力杆和导力杆头，上导力杆上设置有导力杆帽，反力平台通过支撑柱与固结盒连接，千分表的测针伸入至试样上盖内，排水管的一端伸入至固结盒容纳试样的腔体底部，排水管的另一端与水槽连通。本实用新型通过施压手柄带动导力杆帽旋转，促使上导力杆、压力传感器、下导力杆和导力杆头下移挤压试样，实现试样压力的任意试加，导力杆通过自身螺纹实现竖向位移锁定，有效控制应力松弛，且试样被CT扫描时，试样维持受压状态不卸荷，可完成排水和不排水的压缩试验，体积小，质量轻。
Description
技术领域
本实用新型属于连续扫描式高应力压缩仪技术领域，具体涉及一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪。
背景技术
随着国家工程建设规模的不断增大，建筑的荷载不断提高，建设地域的广度不断扩大。地基材料不乏有砂土、碎石、粉煤灰、黄土等颗粒状材料。研究颗粒材料在高应力(10MPa以上)作用下的压缩变形机理对预测建筑物沉降变形、保障建筑物安全具有重要意义。用X射线对受压材料进行扫描成像，可以直观的分析研究材料的内部变化特征。研发出一种可带入CT室的高应力压缩仪是开展此类研究的前提。
传统压缩试验一般在土工实验室内进行，压缩仪以砝码作为配重，利用杠杆原理将力传递给试样上盖，从而对试样施加压力。传统的压缩仪若用于试样在高应力作用下CT扫描成像时有如下不足：
(1)传统压缩仪体积及重量较大，不能带入现成的CT扫描室。
(2)传统的固结盒材质的成像效果较差。
(3)砝码叠加方式加压，施加的力只能是一定间隔的数值，不能任意设置荷载大小。
(4)通过加载砝码的方式不能对试样加载高应力，砝码堆放过高时有安全隐患。
(5)若单独取下固结盒带入CT扫描室，则试样已处于卸荷状态，不能保持原有压应力。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其设计新颖合理，通过施压手柄带动导力杆帽旋转，促使上导力杆、压力传感器、下导力杆和导力杆头下移挤压试样，实现试样压力的任意试加，导力杆通过自身螺纹实现竖向位移锁定，有效控制应力松弛，且试样被CT扫描时，试样维持受压状态不卸荷，可完成排水和不排水的压缩试验，体积小，质量轻，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：包括用于盛放试样的固结盒和对试样进行加压的加压机构，试样的顶部设置有试样上盖，所述加压机构包括由上至下依次布设的反力平台、压力传感器和导力杆头，导力杆头通过下导力杆与压力传感器的底部连接，上导力杆穿过反力平台与压力传感器的顶部连接，上导力杆远离压力传感器的一端设置有导力杆帽，反力平台通过支撑柱与固结盒连接，千分表的测针伸入至试样上盖内，固结盒旁侧设置有与固结盒加工制作为一体的水槽，排水管的一端伸入至固结盒容纳试样的腔体底部，排水管的另一端与水槽连通，CT扫描室内的X射线发射源透过固结盒照射在接收屏上。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述固结盒安装在仪器固定平台上。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述导力杆帽上安装有施压手柄，所述施压手柄为伸缩式施压手柄。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述试样上盖的顶部设置有与导力杆头底部配合的凹槽。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述支撑柱伸出反力平台的一端安装有锁紧螺母。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述固结盒为碳纤维固结盒。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述仪器固定平台设置在CT扫描室内的旋转台上。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述压力传感器的输出端接入数显模块，所述数显模块包括电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器和与所述微控制器输出端连接的显示器，所述压力传感器的输出端与所述微控制器的输入端连接。
上述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述排水管上安装有管阀。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过由上至下依次布设的反力平台、上导力杆、压力传感器、下导力杆和导力杆头，将导力杆帽施加的压力传递至试样上盖，进而传递至试样，施压手柄带动导力杆帽旋转挤压试样，加压数值能够连续供给且可施加高应力，不用考虑施压重心偏移的问题，避免使用砝码施压带来的加压数据离散以及重心偏移问题，体积小，质量轻，整个系统不存在偏心倾倒问题，便于推广使用。
2、本实用新型反力平台、上导力杆、压力传感器、下导力杆、导力杆头中相连接的两个部件之间均通过自身螺纹实现竖向位移锁定，有效控制应力松弛，试样被CT扫描时，试样维持受压状态不卸荷，可靠稳定，使用效果好。
3、本实用新型设计新颖合理，固结盒旁侧设置有与固结盒加工制作为一体的水槽，排水管的一端伸入至固结盒容纳试样的腔体底部，排水管的另一端与水槽连通，可完成排水和不排水的压缩试验，便于推广使用。
4、本实用新型固结盒采用碳纤维固结盒，X射线经过碳纤维固结盒时，衰减小，成像效果好，避免使用钢化玻璃固结盒带来的衰减大，成像效果差的问题。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，通过施压手柄带动导力杆帽旋转，促使上导力杆、压力传感器、下导力杆和导力杆头下移挤压试样，实现试样压力的任意试加，导力杆通过自身螺纹实现竖向位移锁定，有效控制应力松弛，且试样被CT扫描时，试样维持受压状态不卸荷，可完成排水和不排水的压缩试验，体积小，质量轻，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的使用状态图。
附图标记说明:
1—导力杆帽； 2—施压手柄； 3—锁紧螺母；
4—反力平台； 5-1—上导力杆； 5-2—下导力杆；
6—支撑柱； 7—压力传感器； 8—千分表；
9—导力杆头； 10—试样上盖； 11—试样；
12—固结盒； 13—排水管； 14—水槽；
15—仪器固定平台； 16—X射线发射源； 17—接收屏；
18—旋转台。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括用于盛放试样11的固结盒12和对试样11进行加压的加压机构，试样11的顶部设置有试样上盖10，所述加压机构包括由上至下依次布设的反力平台4、压力传感器7和导力杆头9，导力杆头9通过下导力杆5-2与压力传感器7的底部连接，上导力杆5-1穿过反力平台4与压力传感器7的顶部连接，上导力杆5-1远离压力传感器7的一端设置有导力杆帽1，反力平台4通过支撑柱6与固结盒12连接，千分表8的测针伸入至试样上盖10内，固结盒12旁侧设置有与固结盒12加工制作为一体的水槽14，排水管13的一端伸入至固结盒12容纳试样11的腔体底部，排水管13的另一端与水槽14连通，CT扫描室内的X射线发射源16透过固结盒12照射在接收屏17上。
本实施例中，所述固结盒12为碳纤维固结盒。
需要说明的是，通过由上至下依次布设的反力平台4、上导力杆5-1、压力传感器7、下导力杆5-2和导力杆头9，将导力杆帽1施加的压力传递至试样上盖10，进而传递至试样11，施压手柄2带动导力杆帽1旋转挤压试样11，加压数值能够连续供给且可施加高应力，不用考虑施压重心偏移的问题，避免使用砝码施压带来的加压数据离散以及重心偏移问题，体积小，质量轻，整个系统不存在偏心倾倒问题；反力平台4、上导力杆5-1、压力传感器7、下导力杆5-2、导力杆头9中相连接的两个部件之间均通过自身螺纹实现竖向位移锁定，有效控制应力松弛，试样被CT扫描时，试样维持受压状态不卸荷，可靠稳定；固结盒12旁侧设置有与固结盒12加工制作为一体的水槽14，排水管13的一端伸入至固结盒12容纳试样11的腔体底部，排水管13的另一端与水槽14连通，可完成排水和不排水的压缩试验；固结盒12采用碳纤维固结盒，X射线经过碳纤维固结盒时，衰减小，成像效果好，避免使用钢化玻璃固结盒带来的衰减大，成像效果差的问题。
本实施例中，所述固结盒12安装在仪器固定平台15上。
本实施例中，所述导力杆帽1上安装有施压手柄2，所述施压手柄2为伸缩式施压手柄。
需要说明的是，施压手柄2为伸缩式施压手柄，当应力要求低时，可使用收缩状态的施压手柄2；当应力要求高时，可使用伸长状态的施压手柄2，充分利用杠杆原理，达到力矩平衡。
本实施例中，所述试样上盖10的顶部设置有与导力杆头9底部配合的凹槽。
本实施例中，所述支撑柱6伸出反力平台4的一端安装有锁紧螺母3。
本实施例中，所述仪器固定平台15设置在CT扫描室内的旋转台18上。
本实施例中，所述压力传感器7的输出端接入数显模块，所述数显模块包括电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器和与所述微控制器输出端连接的显示器，所述压力传感器7的输出端与所述微控制器的输入端连接。
需要说明的是，千分表可以测量试样上盖的位移，进而获取孔隙体积的变，进一步可计算试样孔隙比变化率，压力传感器7可采集试样受力情况，通过显示器实时显示压力值大小，在根据试样的截面数据获取试样所承受的压应力，通过旋转与反向旋转施压手柄使压力传感器到达加荷与卸荷应出现的读数，可以实现加载与卸载的级数不受限制的要求。
本实施例中，所述排水管13上安装有管阀。
本实用新型使用时，过程如下：
步骤一：将固结盒12放置于仪器固定平台15上并固定；
步骤二：在固结盒12内加入粗颗粒岩土试样，试样上方放上试样上盖10，根据试验需要打开或关闭排水管13上的管阀；
步骤三：将反力平台4、上导力杆5-1、压力传感器7、下导力杆5-2和导力杆头9由上至下依次连接，用螺母3固定好，上导力杆5-1上端拧上导力杆帽1；
步骤四：将4个支撑柱6与固结盒12、反力平台4连接固定；
步骤五：轻拧导力杆帽1，使导力杆头9贴住试样上盖10；
步骤六：安装千分表8，记录初始读数，作为初始孔隙比的测量基准；
步骤七：压力传感器7数据线接上数显模块，在导力杆帽1的插孔插入试压手柄2，旋转试压手柄2，并观察压力传感器的读数，读数达到预期数值时，停止旋转试压手柄2，拆去数显模块，记录千分表读数；
步骤八：将压力传感器的数显模块拆掉；
步骤九：将压缩仪放入CT扫描室的旋转台18上，进行扫描成像，扫描时，试验人员需离开扫描室；
步骤十：将压缩仪从CT扫描室取出；
步骤十一：重复步骤七至步骤十，直至完成预先设定的加压级数下的CT扫描。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：包括用于盛放试样(11)的固结盒(12)和对试样(11)进行加压的加压机构，试样(11)的顶部设置有试样上盖(10)，所述加压机构包括由上至下依次布设的反力平台(4)、压力传感器(7)和导力杆头(9)，导力杆头(9)通过下导力杆(5-2)与压力传感器(7)的底部连接，上导力杆(5-1)穿过反力平台(4)与压力传感器(7)的顶部连接，上导力杆(5-1)远离压力传感器(7)的一端设置有导力杆帽(1)，反力平台(4)通过支撑柱(6)与固结盒(12)连接，千分表(8)的测针伸入至试样上盖(10)内，固结盒(12)旁侧设置有与固结盒(12)加工制作为一体的水槽(14)，排水管(13)的一端伸入至固结盒(12)容纳试样(11)的腔体底部，排水管(13)的另一端与水槽(14)连通，CT扫描室内的X射线发射源(16)透过固结盒(12)照射在接收屏(17)上。
2.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述固结盒(12)安装在仪器固定平台(15)上。
3.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述导力杆帽(1)上安装有施压手柄(2)，所述施压手柄(2)为伸缩式施压手柄。
4.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述试样上盖(10)的顶部设置有与导力杆头(9)底部配合的凹槽。
5.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述支撑柱(6)伸出反力平台(4)的一端安装有锁紧螺母(3)。
6.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述固结盒(12)为碳纤维固结盒。
7.按照权利要求2所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述仪器固定平台(15)设置在CT扫描室内的旋转台(18)上。
8.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述压力传感器(7)的输出端接入数显模块，所述数显模块包括电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器和与所述微控制器输出端连接的显示器，所述压力传感器(7)的输出端与所述微控制器的输入端连接。
9.按照权利要求1所述的一种用于CT连续扫描的微型高应力压缩仪，其特征在于：所述排水管(13)上安装有管阀。
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|---|---|---|---|
| CN202021248274.XU CN212483131U (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 一种用于ct连续扫描的微型高应力压缩仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202021248274.XU CN212483131U (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 一种用于ct连续扫描的微型高应力压缩仪 |
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| CN212483131U true CN212483131U (zh) | 2021-02-05 |
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| CN202021248274.XU Active CN212483131U (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 一种用于ct连续扫描的微型高应力压缩仪 |
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|---|---|
| CN (1) | CN212483131U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113188901A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-07-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种土体试样压缩固结试验系统 |
-
2020
- 2020-06-30 CN CN202021248274.XU patent/CN212483131U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113188901A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-07-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种土体试样压缩固结试验系统 |
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