CN217901747U - 一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，包括多孔透水石承载架、盛水盆、百分表支架；所述多孔透水石承载架焊接在盛水盆内部，由多孔圆板和三脚支架焊接而成；所述盛水盆设置有注水管和排水管，底部设置有可调节支撑；所述百分表支架竖直焊接在盛水盆侧边上，包括不锈钢横杆、不锈钢竖杆。本实用新型对传统试验装置进行了改进，设计了多孔透水石承载架，其悬空及多孔结构在浸水膨胀试验时能保证水位均匀上升并均匀透过透水石浸入试样，注水管能有效控制水位的高低、便于观察水位；多孔透水石承载架配合排水管，在水排尽之后可直接进行干燥收缩试验，能有效避免转移试样对试样结构的扰动。

Description

一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置

技术领域

本实用新型涉及室内土工试验领域，属于土工试验装置，特别涉及一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置及其使用方法。

背景技术

膨胀土是一种遇水膨胀、失水收缩的特殊土壤，我国因膨胀土地基导致的问题建筑面积接近有1000万平方米，特别在干旱、多雨交替的地区，膨胀土由于频繁的膨胀、收缩，会给膨胀土地区中建设的铁路、桥梁、公路等施工造成严重损坏，所以深入了解膨胀土在干湿循环条件下的胀缩特性，是膨胀土地区建筑物正常使用的基本保障。

为研究膨胀土的胀缩特性，会利用膨胀仪和收缩仪对不同干密度、不同含水率的膨胀土试样进行无荷膨胀率和无荷收缩率试验，特别在研究不同干湿循环次数条件下膨胀土的胀缩性质时，会利用膨胀仪和收缩仪对试样进行浸水膨胀以及烘干收缩的反复操作。

现有的装置进行上述试验时，首先采用烧杯直接往膨胀仪中掺水从而进行膨胀率测试、之后将试样手动转移至收缩仪然后烘干从而进行收缩率测试，缺点在于：浸水膨胀时，注水是人工直接用烧杯往膨胀仪中掺水，由于透水石是放在膨胀仪内的底部，所以极易导致透水石不同位置的透水量不均匀，最终导致放置在透水石上的试样吸水不均匀，从而影响数据的准确性；转移试样进行干燥收缩时，手动转移试样容易对饱水状态的试样的结构造成扰动，特别是在多次干湿循环后，试样由于多裂隙的产生，极易受到外界的干扰。

为解决上述问题，本实用新型提供一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置及其使用方法，以解决传统试验装置测量不同干湿循环次数条件下试样的胀缩率时，其繁琐过程、人为的不合理操作等对试验数据造成不良影响的问题。

发明内容

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

所述一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，包括多孔透水石承载架、盛水盆、百分表支架；所述多孔透水石承载架包括多孔圆板和三脚支架，所述多孔圆板焊接在三角支架上，所述三脚支架下部焊接在盛水盆内底部；所述盛水盆设置有注水管和排水管，底部设置有可调节支撑；所述百分表支架竖直焊接在盛水盆侧边上，包括不锈钢横杆、不锈钢竖杆。

所述多孔圆板上均匀钻有透水孔，焊接在三脚支架上部，其上表面设置凹槽，所述凹槽上依次放置透水石、膨胀土试样、环刀以及多孔活塞板。

所述三脚支架下部焊接在盛水盆的内底部，其上部焊接的是多孔圆板，整体形成中空的结构，便于浸水膨胀时水分的均匀入渗、干燥收缩时热空气的流动和水分的散失。

所述注水管的水平段贯穿盛水盆的盆壁底部，竖直段与盛水盆盆壁等高，可通过竖直段的水位变化初判试样的吸水程度。

所述排水管贯穿盛水盆的盆壁底部，竖向位置比注水管的位置偏低，有利于水的排出，排水管外部设置有橡胶塞。

所述不锈钢竖杆竖直焊接在盛水盆侧边上，上部穿过不锈钢横杆的右端；所述不锈钢横杆通过螺杆二固定在不锈钢竖杆上，其左端通过螺杆一固定百分表。

与传统试验装置相比，本实用新型具有以下优势：

本实用新型对传统试验装置进行了改进，设计了多孔透水石承载架，其悬空及多孔结构在浸水膨胀试验时能保证水位均匀上升并均匀透过透水石浸入试样，注水管注水，能有效控制水位的高低、便于观察水位；多孔透水石承载架配合排水管，在水排尽之后可直接进行干燥收缩试验，能有效避免手动转移试样对试样结构的扰动，确保了试验结果的准确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的仪器试验安装示意图；

图2为本实用新型的三维结构示意图；

图3为本实用新型的三维剖面结构示意图；

图标：1、百分表；2、多孔活塞板；3、环刀；4、盛水盆；5、注水管；6、可调节支撑；7、螺杆一；8、百分表支架；9、螺杆二；10、透水石；11、多孔透水石承载架；12、排水管；13、橡胶塞；14、不锈钢横杆；15、不锈钢竖杆；16、多孔圆板；17、三脚支架；18、膨胀土试样；19、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1～3所示，本实用新型采用如下技术方案：一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置：包括多孔透水石承载架11、盛水盆4、百分表支架8；

所述多孔透水石承载架11由多孔圆板16和三脚支架17焊接而成，如图3所示，所述多孔圆板16为厚度4mm、直径104mm的不锈钢圆板，上表面开有2mm深、直径为100mm的凹槽19，所述凹槽19上依次放置透水石10、膨胀土试样18、环刀3以及多孔活塞板2，多孔圆板16上钻有等距的小孔，主要用于浸水膨胀时水分的均匀浸入，在干燥收缩阶段还有利于水分的散失；所述三脚支架17包括三个长度10mm、直径4mm的不锈钢圆柱，下部垂直焊接在盛水盆4内底面，上部焊接在多孔圆板16的底部。整体形成中空的结构，便于浸水膨胀时水分的均匀入渗、干燥收缩时热空气的流动和水分的散失。

所述盛水盆4设置有一个注水管5和一个排水管12，底部设置有可调节支撑6，如图1所示，所述注水管5直径为5mm，其水平段贯穿盛水盆4的盆壁底部，竖直段与盛水盆4盆壁等高，注水时采用注射器或者其他工具从竖直段注入，通过水平段流入盛水盆4并保持水位均匀上升，可通过竖直段的水位变化来判断膨胀土试样18的吸水程度；所述排水管12直径为5mm，贯穿盛水盆4的盆壁底部，竖向位置比注水管5的位置偏低，有利于浸水膨胀试验结束之后水的排出，排水管12外部设置有橡胶塞13，排水时直接拔掉橡胶塞13；所述可调节支撑6可以通过调节自身高度保持仪器的水平，保证盛水盆4里面的水不产生倾向流动，从而均匀浸入膨胀土试样18。

所述百分表支架8竖直焊接在盛水盆4的侧边上，包括不锈钢横杆14、不锈钢竖杆15，所述不锈钢横杆14直径为10mm、长度为75mm，左右两端分别有一孔，左端孔通过配合螺杆一7控制固定百分表1的竖向位置，右端孔用于连接不锈钢竖杆(15)，通过松动螺杆二9调节不锈钢横杆14在不锈钢竖杆15上的竖向位置；所述不锈钢竖杆15直径为5mm、长度为120mm，竖直焊接在盛水盆4侧边上，上部穿过不锈钢横杆14的右端孔。

一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置的使用方法，包括以下步骤：

第1步：仪器安装阶段，首先将仪器放置在试验桌面上，调节可调节支撑6，使得仪器平衡，将用纯水润湿后的透水石10放置在多孔透水石承载架11的凹槽19内，测量准备好的膨胀土试样18的高度然后将其放进环刀3中，并将多孔活塞板2放置在膨胀土试样18顶面，之后将环刀3、膨胀土试样18以及多孔活塞板2一起放置在透水石10上的中间位置，最后通过螺杆一7将百分表1固定在不锈钢横杆14上、通过螺杆二9将不锈钢横杆14固定在不锈钢竖杆15上，调节百分表1和不锈钢横杆14的位置，使得百分表1的最下部与多孔活塞板2顶部中心接触，此时百分表1的读数为浸水膨胀试验阶段开始时的读数。

第2步：浸水膨胀试验阶段，用橡胶塞13将排水管12堵住，然后通过注水管5向仪器内慢慢注入纯水，使盛水盆4内各位置的水位能均匀上升，水位高度不低于多孔透水石承载架11的最顶面且不超过透水石10的最顶面，注水完成之后按照试验设计时间间隔要求对百分表1进行读数，试验过程中按照试验需求往盛水盆5中注入纯水，当百分表1读数不再变化时，停止读数，此时完成干湿循环试验的浸水膨胀阶段。

第3步；干燥收缩试验阶段，之后直接将橡胶塞13取下进行排水，待纯水排尽，此时百分表1读数为干燥收缩试验阶段最开始的读数，将仪器整个移入烘箱中，按照试验设计要求设置温度对试样进行干燥收缩试验，按照试验设计时间间隔要求对百分表1进行读数，当达到规定的干燥时间的时候，停止读数，此时完成干湿循环试验的干燥收缩阶段。之后按照干湿循环次数直接重复上述二、三步骤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，包括多孔透水石承载架(11)、盛水盆(4)、百分表支架(8)，其特征在于，所述多孔透水石承载架(11)包括多孔圆板(16)和三脚支架(17)，所述多孔圆板(16)焊接在三脚支架(17)上，所述三脚支架(17)下部焊接在盛水盆内底部；所述盛水盆(4)设置有注水管(5)和排水管(12)，底部设置有可调节支撑(6)；所述百分表支架(8)竖直焊接在盛水盆(4)侧边上，包括不锈钢横杆(14)、不锈钢竖杆(15)。

2.根据权利要求1所述的一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，其特征在于：所述多孔圆板(16)上均匀钻有透水孔，焊接在三脚支架(17)上部，其上表面设置凹槽(19)，所述凹槽(19)上依次放置透水石(10)、膨胀土试样(18)、环刀(3)以及多孔活塞板(2)。

3.根据权利要求1所述的一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，其特征在于：所述三脚支架(17)下部焊接在盛水盆(4)的内底部，其上部焊接的是多孔圆板(16)，整体形成中空的结构，便于浸水膨胀时水分的均匀入渗、干燥收缩时热空气的流动和水分的散失。

4.根据权利要求1所述的一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，其特征在于：所述注水管(5)的水平段贯穿盛水盆(4)的盆壁底部，竖直段与盛水盆(4)盆壁等高，可通过竖直段的水位变化初判膨胀土试样(18)的吸水程度。

5.根据权利要求1所述的一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，其特征在于：所述排水管(12)贯穿盛水盆(4)的盆壁底部，竖向位置比注水管(5)的位置偏低，有利于水的排出，排水管(12)外部设置有橡胶塞(13)。

6.根据权利要求1所述的一种测量膨胀土在干湿循环作用下无荷胀缩率的试验装置，其特征在于：所述不锈钢竖杆(15)竖直焊接在盛水盆(4)侧边上，上部穿过不锈钢横杆(14)的右端；所述不锈钢横杆(14)通过螺杆二(9)固定在不锈钢竖杆(15)上，其左端通过螺杆一(7)固定百分表(1)。

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