CN219641363U - 一种测定土体塑限的滚搓装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土工试验技术领域，尤其是一种测定土体塑限的滚搓装置，包括顶板和底座，其中所述底座呈槽型结构，所述顶板的宽度与所述底座的内侧宽度相匹配，所述底座的槽体内部两侧设置有导轨，所述导轨的高度与土样经滚搓后的最终直径相匹配，所述底座内部内置有可受控调节的加热装置。本实用新型的优点是：可实现多个土样的同时类手工滚搓，有效提高工作效率；消除了传统人工滚搓的主观性，提高了试验的准确性；实现土样含水率的快速调整；结构简单合理，使用方便，适于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及土工试验技术领域，尤其是一种测定土体塑限的滚搓装置。
背景技术
界限含水率用于计算塑性指数和液性指数，划分土类，供岩土工程设计和施工使用。滚搓法是测定土体塑限最常用的方法，即取适量代表性土样样品揉捏至不粘手，或用吹风机等加热设备对土样样品吹至不粘手，然后取适量的土试样捏成橄榄型（椭圆形），用手掌在毛玻璃板上来回滚搓，当土条搓成3mm时，产生裂缝并开始自动断裂，表示试样土条达到塑限，可进行装盒烘干测定含水率；当土条未产生裂缝，表示土试样湿度过湿，需要对土样进行烘干后再进行滚搓；当土条未搓到3mm时，就产生断裂，表示土样湿度偏低，需要补充水分再进行滚搓。
传统的滚搓法存在以下缺点:1、滚搓土条直径需搓至3mm，试验人员往往凭感觉目测土条直径是否符合要求，土条直径无法严格把控，影响试验的准确性；2、原状样品调制过程中有干有湿，与塑限含水率相差较大，需事预先处理样品。如果样品含水率远大于塑限，需风干或用吹风机等辅助加热，使样品含水率接近塑限；如果样品含水率小于塑限，则需加水将其调至接近塑限状态，此过程预处理阶段费时费力。
传统人工滚搓法工作量大，标准不易掌握，手掌施压不均匀，滚搓时容易将手掌上的汗水粘在土条中，人为因素较大，不同实验人员操作可能会有较大误差。
文献CN212432720U给出了一种土的塑限搓条仪，文献CN212904130U给出了一种简易塑限滚搓法装置；两者均采用了电动方式进行滚搓，但是土条接触面材料和标准不一致，滚搓对象土条形态不一，难以保障滚搓的质量。
文献CN113029861A给出了一种用于土工试验滚搓法测定塑限的装置及使用方法，可以辅助提高手工滚搓效率，但效益有限。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种测定土体塑限的滚搓装置，多个土样可以同时在装置内进行类手工的滚搓，并通过底座侧面的限位导轨严格控制土样的最终直径，配合可受控启闭的电热装置，提高了土样质量，进而提高滚搓法土体塑限试验的准确性。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：包括顶板和底座，其中所述底座呈槽型结构，所述顶板的宽度与所述底座的内侧宽度相匹配，所述底座的槽体内部两侧设置有导轨，所述导轨的高度与土样经滚搓后的最终直径相匹配，所述底座内部内置有可受控调节的加热装置。
所述底座的底板内部设置有碳晶膜发热层，所述碳晶膜发热层与一温度控制面板连接，所述碳晶膜发热层的工作状态由所述温度控制面板控制。
所述底座的底板为多层复合结构，由上至下依次包括毛玻璃层、上保护层、所述碳晶膜发热层、下保护层和保温隔层。
在所述碳晶膜发热层处设置有一温度传感器，所述温度传感器与所述温度控制面板构成连接。
所述温度控制面板上设置有温度显示器、温度调节按钮和电源接口，其中所述温度显示器与所述温度传感器连接，所述温度调节按钮用于调节所述碳晶膜发热层的工作状态，所述电源接口用于接入电源。
所述顶板的顶板上设置有供持握的手柄。
本实用新型的优点是：可实现多个土样的同时类手工滚搓，有效提高工作效率；消除了传统人工滚搓的主观性，提高了试验的准确性；实现土样含水率的快速调整；结构简单合理，使用方便，适于推广。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中底座的截面图；
图3为本实用新型中加热控制面板的示意图。
实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-3所示，图中各标记分别表示为：顶板1、手柄2、底座3、导轨4、加热控制面板5、毛玻璃层31、上保护层32、碳晶膜发热层33、下保护层34、保温隔层35、温度传感器36、温度显示器51、温度调节按钮52、电源接口53；
顶板（或底座）长度C、顶板宽度K、底座内侧宽度NK、顶板厚度Hs、底座厚度Hx、底座侧壁厚度Hc、导轨的高度Gd。
实施例：如图1至图3所示，本实施例中测定土体塑限的滚搓装置用于滚搓法土体塑限试验，其由顶板1和底座3两大组成部分组成。
具体而言，底座3呈槽型结构，其底部两侧分别设置有导轨4，该导轨4的上表面光滑。导轨4的高度与土样经滚搓后的最终直径相吻合适配，以精确地指示土样经滚搓后形成的土条的最终直径；例如，需要将土样滚搓至3mm的土条时，导轨的高度即为3mm，以确保试验精度。顶板1的形状、大小与底座3的槽型结构相吻合适配，使顶板1可放入底座3的槽型结构之中并对摆放在底座3底板上的土样进行滚搓；在此过程中，顶板1在底座3内的高度受到导轨4的限位，使技术人员在通过顶板1对土样进行滚搓时，可精确控制土样的直径。在顶板1的顶部设置有供技术人员持握的手柄2。
结合图1和图2所示，在底座3的底板内部设置有加热装置，该加热装置可通过底板的热传导对摆放在该底板上的土样进行加热，从而调整土样含水率。
具体而言，该加热装置包括截面从上往下依次布置的毛玻璃层31、上保护层32、碳晶膜发热层33、下保护层34、保温隔层35。其中，碳晶膜发热层33可受控发热，其具有能耗低、热效率高、安全性高和温度均匀的特点，上保护层32和下保护层34用于对碳晶膜发热层33进行保护，毛玻璃层31则用于承载土样，保温隔层35则避免碳晶膜发热层33工作时产生的热量进一步向下传递。
结合图1和图3所示，在底座3的侧面设置有加热控制面板5，该加热控制面板5用于对碳晶膜发热层33的工作状态进行控制。加热控制面板5包括温度显示器51、温度调节按钮52、电源接口53，其中温度显示器51与设置在碳晶膜发热层33上的温度传感器36连接用于显示当前温度，温度调节按钮52则可控制碳晶膜发热层33的加热温度，电源接口53则用于向装置接入电源。
本实施例中的滚搓装置在使用时，包括如下步骤：
1）将土壤的含水量调至接近塑限(即土样不粘手)。
2）选择四到五份一定重量的土样，并依次进行编号；土样的数量可根据底座3的底板大小以及与其相适配的顶板1的大小进行确定，即当底板尺寸越大时，可适当的选择更多数量的土样，以提高工作效率。
3）将土样的每一部分滚成椭球体。
4）将每个椭球体的土样放置在底座3的底板上，使每个土样之间间隔一定距离，避免后续滚搓时土样之间相互影响。
5）手持顶板1并开始轻轻地沿着底座3的槽型开口方向向前和向后滚动土样，从而对土样进行滚搓。
6）当顶板1接近导轨4时，开始检查土条是否处于塑限状态，即土条是否产生裂缝并开始自动断裂。如果土条未有产生裂缝的迹象，则通过加热控制面板5打开碳晶膜发热层33进行辅助烘干，使用顶板1同时轻缓地向前和向后滚动土样，适时打开顶板1继续观察土条状态，同时起到通风作用利于土条烘干。
7）当顶板1与导轨4接触，完成滚搓法试验，如果土条不在塑限状态，收集土条，将来自同一土样的土条揉在一起，而后重复执行步骤2-6。
8）当土条处于塑限状态时，拾取土条，进行装盒烘干测定含水率。
本实施例在具体实施时：该手柄2优选采用铝合金材质，其尺寸适于普通成年人单手操作，顶板1的下表面材质为毛玻璃。
本实施例中滚搓装置的结构尺寸可优选如下方案：
顶板（或底座）长度C为200mm，底座内侧宽度NK=100mm，顶板宽度K=NK+0.5mm即100.05mm、顶板厚度Hs=15mm、底座厚度Hx=20mm、底座侧壁厚度Hc=5mm、导轨的高度Gd=3mm。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
Claims (6)
1.一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：包括顶板和底座，其中所述底座呈槽型结构，所述顶板的宽度与所述底座的内侧宽度相匹配，所述底座的槽体内部两侧设置有导轨，所述导轨的高度与土样经滚搓后的最终直径相匹配，所述底座内部内置有可受控调节的加热装置。
2.根据权利要求1所述的一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：所述底座的底板内部设置有碳晶膜发热层，所述碳晶膜发热层与一温度控制面板连接，所述碳晶膜发热层的工作状态由所述温度控制面板控制。
3.根据权利要求2所述的一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：所述底座的底板为多层复合结构，由上至下依次包括毛玻璃层、上保护层、所述碳晶膜发热层、下保护层和保温隔层。
4.根据权利要求2所述的一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：在所述碳晶膜发热层处设置有一温度传感器，所述温度传感器与所述温度控制面板构成连接。
5.根据权利要求4所述的一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：所述温度控制面板上设置有温度显示器、温度调节按钮和电源接口，其中所述温度显示器与所述温度传感器连接，所述温度调节按钮用于调节所述碳晶膜发热层的工作状态，所述电源接口用于接入电源。
6.根据权利要求1所述的一种测定土体塑限的滚搓装置，其特征在于：所述顶板的顶板上设置有供持握的手柄。
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