CN215262847U - 土样压缩模量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土样压缩模量测量装置，土样压缩模量测量装置包括环刀、第一透水板、第二透水板、检测针锥和加载组件，环刀设置在第一透水板上，第二透水板设置在环刀的上方，检测针锥的一端与第二透水板连接，检测针锥的另一端用于刺入被测土样，加载组件设置在第二透水板上，加载组件设置成通过第二透水板向检测针锥施加外力，以使检测针锥刺入被测土样。检测时，利用环刀制作被测土样，检测针锥刺入被测土样，通过将加载组件设置在第二透水板上使得被测检测针锥的刺入深度发生变化，根据检测针锥的高度变化以及加载组件所施加的外力得到被测土样的压缩模量。土样压缩模量测量装置的结构，便于操作，缩短了检测的时长，提升了检测的效率。

Description

土样压缩模量测量装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种土样压缩模量测量装置。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

在工程项目开工前都需要对土质进行综合性的分析。当今，对土样的勘测中广泛的采用了固结仪来测定软土的变形随时间发展的特性，以便计算软土的压缩系数、压缩指数、回弹指数、压缩模量、固结系数等变形特性指标。

现有技术中，将土样装入环刀，削平后上下加盖透水石并将整个样品放入水中密封，在样品上侧透水石上放置承压板，通过向承压板分级加载的方式使土样在全截面上受压收缩，受压过程中环刀对土样的约束力看作土体在地下原有状态下受到的侧限约束。在分级加载结束后通过绘制土样在压缩过程中的应力-应变曲线可计算得到土样的压缩模量。

但是，上述测试方法在测试时，一个被测土样至少需要两个小时，耗费工时较多，检测效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决如何提高土样压缩模量的检测效率的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提出了一种土样压缩模量测量装置，所述土样压缩模量测量装置包括：

环刀，所述环刀用于放置被测土样；

第一透水板，所述环刀设置在所述第一透水板上；

第二透水板，所述第二透水板设置在所述环刀的上方；

检测针锥，所述检测针锥的一端与所述第二透水板连接，所述检测针锥的另一端用于刺入所述被测土样；

加载组件，所述加载组件设置在所述第二透水板上，所述加载组件设置成通过所述第二透水板向所述检测针锥施加外力，以使所述检测针锥刺入所述被测土样。

根据本实用新型的土样压缩模量测量装置，在对被测土样进行检测时，利用环刀制作被测土样，将具有被测土样的环刀设置在第一透水板上，将第二透水板通过检测针锥设置在环刀的上方，检测针锥刺入被测土样，通过将加载组件设置在第二透水板上使得被测检测针锥的刺入深度发生变化，根据检测针锥的高度变化以及加载组件所施加的外力得到被测土样的压缩模量。利用对检测针锥刺入被测土样进行土壤压缩模量检测的结构，便于操作，有效缩短了检测的时长，从而提升了检测的效率。

另外，根据本实用新型的土样压缩模量测量装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述第二透水板面向所述环刀的侧面上设有连接部，所述检测针锥的所述一端与所述连接部以可拆卸的方式配合。

在本实用新型的一些实施例中，所述连接部为筒状件，所述检测针锥的一端与所述筒状件插接配合。

在本实用新型的一些实施例中，所述筒状件的侧壁上开设有插槽以及与所述插槽贯通的限位槽，所述插槽沿所述筒状件的轴向延伸，所述限位槽沿所述筒状件的轴向延伸，所述检测针锥的所述一端设有凸块，所述凸块设置成经所述插槽进入所述限位槽，以使所述检测针锥与所述筒状件连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述土样压缩模量测量装置还包括限位机构，所述插槽包括彼此贯通的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段设置在所述限位槽的相反两侧，所述限位机构以可活动的方式设置在所述第一段内，所述限位机构设置成打开或关闭所述限位槽与所述插槽的贯通位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述限位机构包括：

挡块，所述挡块以可移动的方式设置在所述第一段内，所述挡块设有过孔；

连接轴，所述连接轴的一端与所述第一段背离所述第二透水板的侧面连接；

锁止件，所述连接轴穿设于所述过孔且能够相对所述过孔移动，所述锁止件与所述连接轴的另一端连接，所述连接轴在所述过孔的径向上的尺寸大于所述过孔的直径；

弹簧件，所述弹簧件套装在所述连接轴上，所述弹簧件的一端与所述第一段配合，所述弹簧件的另一端与所述挡块配合，所述弹簧件的弹力使得所述挡块将所述限位槽与所述插槽的贯通位置关闭；

扳手，所述扳手设置在所述挡块上，所述扳手延伸至所述第一段的外侧。

在本实用新型的一些实施例中，所述加载组件包括：

托盘，所述托盘以可拆卸的方式与所述第二透水板配合；

砝码组，所述砝码组包括多种规格的砝码，在所述被测土样检测时，至少部分规格的砝码设置在所述托盘中。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二透水板上设有安装槽，所述安装槽的侧壁上设有第一卡持结构，所述托盘上设有第二卡持结构，所述托盘安装至所述安装槽时，所述第一卡持结构与所述第二卡持结构配合。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一卡持结构为凹槽，所述第二卡持结构为半球凸起结构。

在本实用新型的一些实施例中，所述检测针锥的数量为至少为三个，各所述检测针锥在所述第二透水板面向所述环刀的侧面上均匀设置。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的土样压缩模量测量装置的结构示意图；

图2为图1中所示的土样压缩模量测量装置的分解结构示意图；

图3为图2中所示结构的局部结构示意图；

图4为图3中所示结构的检测针锥与第二透水板分离状态时的结构示意图；

图5为图4中所示的限位机构的分解结构示意图。

附图标记如下：

100为土样压缩模量测量装置；

10为环刀；

20为第一透水板；

30为第二透水板；

31为筒状件，32为插槽，321为第一段，322为第二段，33为限位槽，34为限位机构，341为挡块，342为扳手，343为连接轴，344为弹簧件，345为锁止件，346为过孔， 35为第一卡持结构，36为安装槽；

40为检测针锥；

50为加载组件；

51为砝码组，511为砝码，52为百分表，53为压力传感器，54为托盘，541为第二卡持结构；

60为护环；

70为储水套；

80为平台；

81为容置槽；

90为控制装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图5所示，根据本实用新型的实施方式，提出了一种土样压缩模量测量装置 100，土样压缩模量测量装置100包括环刀10、第一透水板20、第二透水板30、检测针锥40和加载组件50，环刀10用于放置被测土样，环刀10设置在第一透水板20上，第二透水板30设置在环刀10的上方，检测针锥40的一端与第二透水板30连接，检测针锥40 的另一端用于刺入被测土样，加载组件50设置在第二透水板30上，加载组件50设置成通过第二透水板30向检测针锥40施加外力，以使检测针锥40刺入被测土样。

具体地，在对被测土样进行检测时，利用环刀10制作被测土样，将具有被测土样的环刀10设置在第一透水板20上，将第二透水板30通过检测针锥40设置在环刀10的上方，检测针锥40刺入被测土样，通过将加载组件50设置在第二透水板30上使得被测检测针锥40的刺入深度发生变化，根据检测针锥40的高度变化以及加载组件50所施加的外力得到被测土样的压缩模量。利用对检测针锥40刺入被测土样进行土壤压缩模量检测的结构，便于操作，有效缩短了检测的时长，从而提升了检测的效率。

需要理解的是，检测针锥40的横截面积小，外力施加到检测针锥40上时，检测针锥40能够快速刺入被测土样，提高了土样压缩模量测量装置100灵敏性，与现有技术相比，极大地缩短了检测的时间，使得检测的效率得到了提高。

需要指出的是，检测针锥40沿其长度方向设有连续刻度，通过连续刻度可读取检测针锥40刺入被测土样的深度，以提高检测过程中的便捷性。

另外，土样压缩模量测量装置100还包括护环60、储水套70、平台80和控制装置90，加载组件50中包括百分表52和压力传感器53，压力传感器53与控制装置90电连接。在进行检测时，利用环刀10制备被测土样且将环刀10放置到第一透水板20上，将护环60 套装在环刀10的外侧，再将储水套70套装在护套的外侧，再将储水套70设置在平台80 的容置槽81内，再将具有加载组件50的第二透水板30设置在环刀10的上方，使得检测针锥40抵靠在被测土样上，通过记录固定时间内检测针锥40入土深度以及通过百分表52 以及压力传感器53在控制装置90上显示的压力数据，与固结式压缩试验进行对比，研究其数量相关性，利用经验公式转换，计算出压缩模量。

进一步理解的是，如图4所示，第二透水板30面向环刀10的侧面上设有连接部，检测针锥40的一端与连接部以可拆卸的方式配合。具体地，将检测针锥40与第二透水板30 设置成可拆卸的连接方式，从而便于将两者分离，以提高收纳的便捷性。

进一步地，连接部为筒状件，检测针锥40的一端与筒状件31插接配合。具体地，利用插接的方式实现第二透水板30与检测针锥40连接方式结构简单，便于拆装，提高了使用过程中的便捷性。

进一步地，如图4所示，筒状件31的侧壁上开设有插槽32以及与插槽32贯通的限位槽33，插槽32沿筒状件31的轴向延伸，限位槽33沿筒状件31的轴向延伸，检测针锥 40的一端设有凸块，凸块设置成经插槽32进入限位槽33，以使检测针锥40与筒状件31 连接。具体地，凸块形成在检测针锥40的外周面上且相对外周面凸出设置，当检测针锥 40与第二透水板30连接时，将检测件具有凸块的一端插入筒状件31，凸环沿插槽32滑动，当检测针锥40安装到位后，转动检测针锥40，使得凸块进入到限位槽33内，利用限位槽33与凸块的配合，从而避免了检测针锥40与第二透水板30分离的情况，保证了检测的操作的顺利进行。当检测操作完成后，反向操作检测针锥40的安装过程即可实现两者的分离。

进一步地，如图4和图5所示，土样压缩模量测量装置100还包括限位机构34，插槽32包括彼此贯通的第一段321和第二段322，第一段321和第二段322设置在限位槽33 的相反两侧，限位机构34以可活动的方式设置在第一段321内，限位机构34设置成打开或关闭限位槽33与插槽32的贯通位置。具体地，当检测针锥40进行安装时，将检测件具有凸块的一端插入筒状件31，凸环沿插槽32的第二段322滑动，限位机构34相对插槽 32的第一段321移动，使得限位槽33与插槽32保持贯通状态，当检测针锥40安装到位后，转动检测针锥40，使得凸块进入到限位槽33内，限位槽33与凸块的配合，限位机构 34再次将插槽32与限位槽33贯通的位置关闭，以将凸块限制在限位槽33内，进一步避免了检测针锥40与第二透水板30分离的情况，保证了检测的操作的顺利进行。当检测操作完成后，反向操作检测针锥40的安装过程即可实现两者的分离。

进一步地，如图4和图5所示，限位机构34包括挡块341、连接轴343、锁止件345 (例如为螺母等)、弹簧件344和扳手342，挡块341以可移动的方式设置在第一段321内，挡块341设有过孔346，连接轴343的一端与第一段321背离第二透水板30的侧面连接，连接轴343穿设于过孔346且能够相对过孔346移动，锁止件345与连接轴343的另一端连接，连接件在过孔346的径向上的尺寸大于过孔346的直径，弹簧件344套装在连接轴 343上，弹簧件344的一端与第一段321配合，弹簧件344的另一端与挡块341配合，弹簧件344的弹力使得挡块341将限位槽33与插槽32的贯通位置关闭，扳手342设置在挡块341上，扳手342延伸至第一段321的外侧。具体地，当检测针锥40进行安装时，将检测件具有凸块的一端插入筒状件31，凸环沿插槽32的第二段322滑动，当检测针锥40 的凸块抵靠到挡块341上时，继续施力，挡块341相对连接轴343移动(弹簧发生弹性形变)，使得插槽32限位槽33与插槽32逐步开启贯通状态，当凸块完全与限位槽33对应时，转动检测针锥40，使得凸块进入到限位槽33内，当凸块完全进入到限位槽33后，限位槽33与凸块的配合，挡块341在弹簧的作用下移动至插槽32与限位槽33贯通的位置，从而再次将插槽32与限位槽33贯通的位置关闭，以将凸块限制在限位槽33内，进一步避免了检测针锥40与第二透水板30分离的情况，保证了检测的操作的顺利进行。当检测操作完成后，外力驱动扳手342，使得挡块341相对连接轴343移动(弹簧发生弹性形变)，使得插槽32与限位槽33的贯通位置打开，转动检测针锥40，使得凸块自限位槽33回到插槽32内，再将检测针锥40与筒状件31分离，弹簧驱使挡块341复位，从而实现了检测针锥40的拆卸。

进一步地，如图3所示，加载组件50包括托盘54和砝码组51，托盘54以可拆卸的方式与第二透水板30配合，砝码组51包括多种规格的砝码511，在被测土样检测时，至少部分规格的砝码511设置在托盘54中。具体地，通过放置不同的规格的砝码511，从而实现施加外部作用力的调整，进而满足了不同的检测需求。

进一步地，如图3所示，第二透水板30上设有安装槽36，安装槽36的侧壁上设有第一卡持结构35，托盘54上设有第二卡持结构541，托盘54安装至安装槽36时，第一卡持结构35与第二卡持结构541配合。具体地，通过将托盘54与第二透水板30设置成可拆卸的结构，从而提高了收纳土样压缩模量测量装置100的便捷性。

进一步地，如图3所示，第一卡持结构35为凹槽，第二卡持结构541为半球凸起结构。具体地，将第二卡持结构541设置成半球凸起结构，以及将第一卡持结构35设置成凹槽，从而提高了托盘54与安装槽36拆装的便捷性。

进一步地，检测针锥40的数量为至少为三个，各检测针锥40在第二透水板30面向环刀10的侧面上均匀设置。具体地，通过设置至少三个检测针锥40，从而提高了检测针锥40对第二透水板30以及加载组件50支撑的稳定性，进而保证了检测操作的顺利进行。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述土样压缩模量测量装置包括：

环刀，所述环刀用于放置被测土样；

第一透水板，所述环刀设置在所述第一透水板上；

第二透水板，所述第二透水板设置在所述环刀的上方；

检测针锥，所述检测针锥的一端与所述第二透水板连接，所述检测针锥的另一端用于刺入所述被测土样；

加载组件，所述加载组件设置在所述第二透水板上，所述加载组件设置成通过所述第二透水板向所述检测针锥施加外力，以使所述检测针锥刺入所述被测土样。

2.根据权利要求1所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述第二透水板面向所述环刀的侧面上设有连接部，所述检测针锥的所述一端与所述连接部以可拆卸的方式配合。

3.根据权利要求2所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述连接部为筒状件，所述检测针锥的所述一端与所述筒状件插接配合。

4.根据权利要求3所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述筒状件的侧壁上开设有插槽以及与所述插槽贯通的限位槽，所述插槽沿所述筒状件的轴向延伸，所述限位槽沿所述筒状件的轴向延伸，所述检测针锥的所述一端设有凸块，所述凸块设置成经所述插槽进入所述限位槽，以使所述检测针锥与所述筒状件连接。

5.根据权利要求4所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述土样压缩模量测量装置还包括限位机构，所述插槽包括彼此贯通的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段设置在所述限位槽的相反两侧，所述限位机构以可活动的方式设置在所述第一段内，所述限位机构设置成打开或关闭所述限位槽与所述插槽的贯通位置。

6.根据权利要求5所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述限位机构包括：

挡块，所述挡块以可移动的方式设置在所述第一段内，所述挡块设有过孔；

连接轴，所述连接轴的一端与所述第一段背离所述第二透水板的侧面连接；

锁止件，所述连接轴穿设于所述过孔且能够相对所述过孔移动，所述锁止件与所述连接轴的另一端连接，所述连接轴在所述过孔的径向上的尺寸大于所述过孔的直径；

弹簧件，所述弹簧件套装在所述连接轴上，所述弹簧件的一端与所述第一段配合，所述弹簧件的另一端与所述挡块配合，所述弹簧件的弹力使得所述挡块将所述限位槽与所述插槽的贯通位置关闭；

扳手，所述扳手设置在所述挡块上，所述扳手延伸至所述第一段的外侧。

7.根据权利要求1所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述加载组件包括：

托盘，所述托盘以可拆卸的方式与所述第二透水板配合；

砝码组，所述砝码组包括多种规格的砝码，在所述被测土样检测时，至少部分规格的砝码设置在所述托盘中。

8.根据权利要求7所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述第二透水板上设有安装槽，所述安装槽的侧壁上设有第一卡持结构，所述托盘上设有第二卡持结构，所述托盘安装至所述安装槽时，所述第一卡持结构与所述第二卡持结构配合。

9.根据权利要求8所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述第一卡持结构为凹槽，所述第二卡持结构为半球凸起结构。

10.根据权利要求1至9任一项所述的土样压缩模量测量装置，其特征在于，所述检测针锥的数量为至少为三个，各所述检测针锥在所述第二透水板面向所述环刀的侧面上均匀设置。

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