CN213422805U - 一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，包括上端敞口的固结容器，固结容易内用于盛放土样，土样用环刀切制，环刀的外侧为与环刀相配合的刚性护环，刚性护环与环刀同轴心，固结容器内部，刚性护环的下方为透水石，此透水石的大小与刚性护环相对应，土样上方放置透水石，此透水石的大小与土样的大小相对应，透水石的上方为加压板，荷载加压在加压板上，加压板通过竖直的连接杆与加载架的中部铰接，加载架的一端铰接在固定的支座上，加载架的另外一端挂有静砝码，静砝码的下端挂有动载荷提供装置。本实用新型结构简单、传力明确，且施加的动、静荷载不会因试验土样发生变形而产生变化，所施加荷载稳定可靠。

Description

一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪

技术领域

本实用新型属于土的固结试验技术领域，涉及一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪。

背景技术

岩土地基与路基在服役期内除了受到静荷载作用外,还需承担因交通工具行驶以及其他循环动荷载作用。动荷载虽然通常幅值较低，强度也较低，但其作用的时间却往往能达到十几年甚至数十年之久，土体仍将产生可观的塑性累积变形，因此动荷载引起的土体长期累积变形是不容忽视的。为了能准确地预测及控制其工后沉降特别是长期沉降,就必须深入地研究土体在静荷载和动荷载下的累积变形产生、发展的影响因素及其变化规律。

而传统的固结仪对土样进行试验时仅仅施加了静荷载，并没有施加动荷载，与实际工程中土体的受力状态截然不同，因此采用传统固结仪测得土体的前期固结压力和固结系数与实际值之间存在较大误差，不能反映土体真实的变形情况，故而不能够满足实际工程的需要。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，用于测定在不同载荷和有侧限的条件下土的压缩性能，可以进行正常慢固结试验和快速固结试验，测定前期固结压力和固结系数。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，包括上端敞口的固结容器，固结容器内用于盛放土样，土样用环刀切制，环刀的外侧为与环刀相配合的刚性护环，刚性护环与环刀同轴心，固结容器内部，刚性护环的下方为透水石，此透水石的大小与刚性护环相对应，土样上方放置透水石，此透水石的大小与土样的大小相对应，透水石的上方为加压板，荷载加压在加压板上，加压板通过竖直的连接杆与加载架的中部铰接，加载架的一端铰接在固定的支座上，加载架的另外一端挂有静砝码，静砝码的下端挂有动载荷提供装置。

进一步的，环刀的外侧壁为锥形结构，上端大下端小，环刀的上端外侧壁设置有一体的外沿，刚性护环的内侧壁为与环刀的外侧壁相配合的结构，刚性护环的内侧壁同为锥形结构，上端大下端小，刚性护环的内侧壁上部为与环刀的外沿相配合的凹槽，环刀放置到刚性护环内部后，两者的上下端面齐平。

进一步的，动载荷提供装置包括电动机，电动机挂在静砝码的下端，电动机连接有摆杆，电动机能够带动摆杆在竖直方向上摆动，摆杆的自由端挂有动载荷砝码。

进一步的，加载架为杆状结构。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型结构简单、传力明确、易于操作，且施加的动、静荷载不会因试验土样发生变形而产生变化，所施加荷载稳定可靠，能够广泛应用在实际工程中。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1、土样；2、透水石；3、环刀；4、加压板；5、固结容器；6、刚性护环；7、支座；8、加载架；9、连接杆；10、静砝码；11、电动机；12、动载荷砝码。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图所示，一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，包括上端敞口的固结容器5，固结容器5内用于盛放土样1，土样1用环刀3切制，环刀3的外侧为与环刀3相配合的刚性护环6，刚性护环6与环刀3同轴心。

为了便于切割土样1，环刀3的外侧壁为锥形结构，上端大下端小，环刀3的上端外侧壁设置有一体的外沿，刚性护环6的内侧壁为与环刀3的外侧壁相配合的结构，刚性护环6的内侧壁同为锥形结构，上端大下端小，刚性护环6的内侧壁上部为与环刀3的外沿相配合的凹槽，环刀3放置到刚性护环6内部后，两者的上下端面齐平。

固结容器5内部，刚性护环6的下方为透水石2，此透水石2的大小与刚性护环6相对应，刚性护环6放置在透水石2上，此透水石2放置在固结容器5底部。土样1上方放置透水石2，此透水石2的大小与土样1的大小相对应，透水石2的上方为加压板4，荷载加压在加压板4上。

加压板4通过竖直的连接杆9与加载架8的中部铰接，加载架8的一端铰接在固定的支座7上。加载架8的另外一端挂有静砝码10，静砝码10的下端挂有电动机11，电动机11连接有摆杆，电动机11能够带动摆杆在竖直方向上摆动，摆杆的自由端挂有动载荷砝码12。

加载架8采用了杠杆原理，从而可以加载较大的荷载。

本实用新型的工作原理：

a.按照土工固结试验制备要求中的规定进行土样1的制备。

b.将制好的土样1放入固结容器5中，土样1上下分别放置透水石2。土样1侧面有环刀3与刚性护环6提供侧向约束。

c.依次放上加压板4、加载架8，安装土样1的位移量测装置，并将位移量测装置调至零位或测记初读数。

d.根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，垂直压力中静荷载由静砝码10提供，动荷载由电动机11与动载荷砝码12提供，电动机11可控制动荷载的频率，动载荷砝码 12可控制动荷载的大小。一切安装好之后可对土样1施加耦合的动、静荷载。垂直荷载应分级施加。

e.施加垂直压力后，按照固结试验规定要求测读土样1垂直变形，并做好试验记录。

整个试验操作过程应满足固结试验规范操作规程中要求内容。

固结试验是指用压缩试验仪测试出土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。

现有的固结试验设备提供的固结力仅为静荷载。而本专利的试验装置不仅能提供静荷载，还能提供动荷载，并将静荷载与动荷载进行同时施加，实现动荷载与静荷载的耦合。本专利的试验装置更加接近于工程实际，测得的前期固结压力和固结系数更能反映实际的土样1的应力状态，同时试验原理简单且易于操作，故易于在广大工程技术人员中推广。

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)

1.一种动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，其特征在于：包括上端敞口的固结容器(5)，固结容器(5)内用于盛放土样(1)，土样(1)用环刀(3)切制，环刀(3)的外侧为与环刀(3)相配合的刚性护环(6)，刚性护环(6)与环刀(3)同轴心，固结容器(5)内部，刚性护环(6)的下方为透水石(2)，此透水石(2)的大小与刚性护环(6)相对应，土样(1)上方放置透水石(2)，此透水石(2)的大小与土样(1)的大小相对应，透水石(2)的上方为加压板(4)，荷载加压在加压板(4)上，加压板(4)通过竖直的连接杆(9)与加载架(8)的中部铰接，加载架(8)的一端铰接在固定的支座(7)上，加载架(8)的另外一端挂有静砝码(10)，静砝码(10)的下端挂有动载荷提供装置。

2.根据权利要求1所述的动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，其特征在于：环刀(3)的外侧壁为锥形结构，上端大下端小，环刀(3)的上端外侧壁设置有一体的外沿，刚性护环(6)的内侧壁为与环刀(3)的外侧壁相配合的结构，刚性护环(6)的内侧壁同为锥形结构，上端大下端小，刚性护环(6)的内侧壁上部为与环刀(3)的外沿相配合的凹槽，环刀(3)放置到刚性护环(6)内部后，两者的上下端面齐平。

3.根据权利要求1所述的动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，其特征在于：动载荷提供装置包括电动机(11)，电动机(11)挂在静砝码(10)的下端，电动机(11)连接有摆杆，电动机(11)能够带动摆杆在竖直方向上摆动，摆杆的自由端挂有动载荷砝码(12)。

4.根据权利要求1所述的动荷载与静荷载耦合作用下的固结仪，其特征在于：加载架(8)为杆状结构。

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