CN220542918U - 一种可测孔压的温控固结仪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可测孔压的温控固结仪装置，包括底座、装样腔室和顶盖，所述装样腔室可拆卸安装在底座上，所述底座上具有透水石槽和与透水石槽底部导通的环形水槽，环形水槽两侧分别设置与外界连通的管道，顶盖置于装样腔室内并可沿装样腔室的内腔上下密封移动。该装置操作简单，能够保证土样常含水率下的长期压缩，能够监测土样在固结过程中的孔压变化，且能有效的研究温度对于土样压缩特性的影响。

Description

一种可测孔压的温控固结仪装置

技术领域

本实用新型涉及一种土工试验领域，特别是涉及一种可测孔压的温控固结仪装置。

背景技术

地基土的压缩特性是工程设计中的必要指标之一，土的压缩性直接影响基础工程建设中地基的变形分析，是岩土工程关注的重点，也关系到工程建设的安全实施及使用；因此，对于土压缩性进行准确测量非常重要。一般来说，土体压缩特性可通过常规一维固结试验获得，而现有的常规固结仪装置，并不能够量测饱和土固结过程中的孔隙水压力变化，而孔隙水压力消散过程是分析固结的主要变量，且常规固结仪对土样的饱和难以保证；此外，自然界中大部分表层土处于非饱和状态，地基填筑，路基填方等问题更多的涉及到非饱和土在常含水率下的压缩问题，而常规固结仪是开放系统，并不能保证非饱和土在压缩过程中水分不变，影响土体压缩性指标的准确量测，更不能有效的研究温度对于固结的影响。

实用新型内容

鉴于背景技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可测孔压的温控固结仪装置，该装置操作简单，能够保证土样的常含水率下长期压缩，能够实现土样充分饱和以及监测饱和土固结过程中的孔压变化，更能有效的研究温度对于固结的影响。

本实用新型是采取如下技术方案来完成的：一种可测孔压的温控固结仪装置，包括底座、装样腔室和顶盖，所述装样腔室可拆卸安装在底座上，所述底座上具有透水石槽和与透水石槽底部导通的环形水槽，环形水槽两侧分别设置与外界连通的管道，顶盖置于装样腔室内并可沿装样腔室的内腔上下密封移动。

进一步的，所述装样腔室的内腔具有环刀槽和通槽，环刀槽和通槽呈上下贯穿设置，所述环刀槽用于放置环刀土样，通槽用于容纳上透水石和顶盖，所述通槽处设有密封凹槽，密封胶环置于密封凹槽内，使得顶盖塞入通槽后，可沿通槽密封上下移动，确保顶盖与装样腔室的内腔的密封性。

进一步的，所述底座一侧管道的外端口与压力传感器相连，另一侧通过水管与外界供水设备相连接，两侧管道的内端口与环形水槽和透水石底部导通，所述水管和外界供水设备之间设有阀门。

进一步的，所述装样腔室的环刀槽外沿设有一圈环形热水循环腔，所述环形热水循环腔的顶部分别具有进水口和出水口.

进一步的，进水口和出水口分别通过进水管和出水管与温控加热器连接，所述进水管设置阀门，出水管上具有温度传感器。

进一步的，所述顶盖具有两个排水通道，顶盖顶部设置高精度数显百分表，用于监测压缩变形，安装顶盖时，所述顶盖置于装样腔室内腔并与上透水石紧密接触。

本实用新型的有益效果：

1.在对试样进行饱和或常应力下增湿时，蒸馏水通过外界供水设备和管道输入环形水槽内，并由环形水槽逐渐向上浸透底座透水石、环刀土样和上透水石，直到蒸馏水由顶盖的排水管持续溢出至收集瓶中，设置了上下进出水通道，可以通过底部通道进行反压饱和，弥补了传统固结仪泡水饱和可能导致饱和度达不到的不足，确保压实土样的充分饱和。

2.对于非饱和土样，该装置在底部通道关闭的情况下，土样在较封闭的系统里进行压缩，能够保证常含水率压缩下的水分损失在3%以内。

3.监测饱和土固结过程中孔压消散时，在底座一侧通道外侧设压力传感器，装样前通过打开底座一侧水管阀门，蒸馏水由外部供水设备流入，使底部通道及环形水槽充满水，继而装好透水石及试样，盖好顶盖后关闭底座水管阀门，由顶盖处向下逐级施加竖向荷载，每一级加载过程中，通过压力传感器测量饱和土样压缩过程中孔压消散过程，实现对孔压的持续监测。

4.用于研究温度对压实土样固结的影响试验时，环形热水循环腔分布于环刀槽外部，在热水循环腔内实现热水循环。通过温控加热器可以实现温度调节，通过热水出水管所连接的温度传感器，可以监测温度控制的准确性，校核温度控制过程。试验过程中热水不会直接侵入土样，在不影响土样含水率的前提下，研究温度影响下的压缩级孔压消散特性，确保试验的准确性。

附图说明

图1为一种可测孔压的温控固结仪装置使用状态的结构示意图；

图2为一种可测孔压的温控固结仪装置的分解结构示意图；

图3为一种可测孔压的温控固结仪装置的底座俯视结构示意图；

图4为一种可测孔压的温控固结仪装置中装样腔室的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1-4所示，本实用新型中提供一种可测孔压的温控固结仪装置，包括底座1、装样腔室2和顶盖3，通过螺钉连接装样腔室螺孔33与底座螺孔19，使得装样腔室2可拆卸安装在底座1上，装样腔室与底座之间设置密封胶环，使得底座1与装样腔室2连接更加密封紧密。所述底座1上具有透水石槽11和与透水石槽底部导通的环形水槽12，环形水槽两侧分别设置与外界连通的管道13。顶盖3置于装样腔室2内并可沿装样腔室的内腔上下密封移动。试验时，将透水石槽内放置底座透水石4，装样腔室内腔依次放置环刀土样5和上透水石6，再将顶盖3由装样腔室顶部塞入并位于上透水石6上方。

所述装样腔室2的内腔具有环刀槽21和通槽22，环刀槽和通槽为上下贯穿设置并相互导通的槽孔，环刀土样5放置于环刀槽21内，上透水石6是放入通槽22内并位于环刀土样上方，顶盖由通槽上开口处塞入。所述通槽处设有密封凹槽23，密封胶环24置于密封凹槽23内，使得顶盖塞入通槽后，可沿通槽密封上下移动，确保试验中顶盖与装样腔室的内腔的密封性。

所述顶盖3具有至少两个排水通道31，顶盖3顶部设置高精度数显百分表7。安装顶盖3时，所述顶盖3置于装样腔室2内腔并与上透水石6紧密接触，同时排水通道31的位置与管道13内端口位置相对应。高精度数显百分表7用于读取施加竖向荷载后顶盖的位移数据。

所述底座一侧管道的外端口与压力传感器10相连，另一侧通过水管14与外界供水设备8相连接，两侧管道的内端口与环形水槽和透水石底部导通，所述水管和外界供水设备之间设有阀门16。在对试样进行饱和或者研究土样在常应力下的增湿试验时，蒸馏水由外界供水设备8通过管道输入并填满环形水槽，并在供水设备压力下由环形水槽逐渐向上浸湿底座透水石4和环刀土样5，直到从顶盖的排水通道31溢出。

所述装样腔室的环刀槽21外沿设有一圈环形热水循环腔25，所述环形热水循环腔25的顶部分别具有进水口26和出水口27，进水口和出水口分别通过进水管28和出水管29与温控加热器9连接。温控加热器9将热水由进水管注入环形热水循环腔25，再由出水管29排出，在环形热水循环腔内实现热水的循环，用于研究温度对土样及压缩的固结的影响。出水管上具有温度传感器30，温度传感器监测进入热水循环腔内的水温。所述进水管设置阀门32，通过阀门开启或关闭热水的供应。

所述底座一侧管道设有压力传感器10，通过压力传感器监测饱和土样压缩过程中孔压消散的过程，追踪环刀土样在固结以及增湿过程中的孔压变化。

对试样进行饱和或者研究土样在常应力下的增湿试验时，蒸馏水通过外界供水设备和管道输入环形水槽内，并在供水设备压力下由环形水槽逐渐向上浸透底座透水石、环刀土样和上透水石，直到蒸馏水由顶盖的排水通道31持续溢出至排水管并收集至收集瓶15中，使得土样均匀含水，能够保证土样的常含水率固结。其中，供水设备施加水压不宜过大，水压优选在10kPa左右。底座两侧管道与顶盖的排水通道对齐分布，设置了上下水通道，可以通过通道进行反压饱和，弥补了传统固结仪泡水饱和可能导致饱和度达不到的不足，确保土样的充分饱和。

对非饱和土样进行常含水率下压缩时，该装置在底部通道关闭的情况下，土样在较封闭的系统里进行压缩，实现压缩过程中的排水排气，能够保证常含水率压缩下的水分损失在3%以内。

用于研究温度对土样固结及压缩的影响时，将所述温控加热器的进水管和出水管分别接入环形热水循环腔顶部的进水口和出水口，热水通过热水循环供应和进水管由进水口注入环形热水循环腔内，再充满后循环腔后，由出水口排出，实现热水循环。通过温控加热器可以实现温度调节，通过热水出水管所连接的温度传感器，可以监测温度控制的准确性，校核温度控制过程。试验过程中热水不会直接侵入土样，在不影响土样含水率的前提下，研究温度影响下的压缩级孔压消散特性，确保试验的准确性。

监测饱和土固结过程中孔压时，在底座一侧关道外部连接压力传感器，装样前通过打开底座一侧水管阀门，蒸馏水由外部供水设备流入，使底部通道及环形水槽充满水，继而装好透水石及试样。盖好顶盖后关闭另一侧管道水管上的阀门16，蒸馏水停止向环刀土样输入水分，由顶盖处向下逐级施加竖向荷载，在每级荷载施加过程中，压力传感器测量饱和土样压缩过程中孔压消散过程，实现对孔压的持续监测。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种可测孔压的温控固结仪装置，其特征是：包括底座、装样腔室和顶盖，所述装样腔室可拆卸安装在底座上，所述底座上具有透水石槽和与透水石槽底部导通的环形水槽，环形水槽两侧分别设置与外界连通的管道，顶盖置于装样腔室内并可沿装样腔室的内腔上下密封移动。

2.根据权利要求1所述的一种可测孔压的温控固结仪装置，其特征是：所述装样腔室的内腔具有环刀槽和通槽，环刀槽和通槽呈上下贯穿设置，所述环刀槽用于放置环刀土样，通槽用于容纳上透水石和顶盖，所述通槽处设有密封凹槽，密封胶环置于密封凹槽内，使得顶盖塞入通槽后，可沿通槽密封上下移动，确保顶盖与装样腔室的内腔的密封性。

3.根据权利要求1或2所述的一种可测孔压的温控固结仪装置，其特征是：所述底座一侧管道的外端口与压力传感器相连，另一侧管道的外端口通过水管与外界供水设备相连接，两侧管道的内端口与环形水槽和透水石底部导通，所述水管和外界供水设备之间设有阀门。

4.根据权利要求3所述的一种可测孔压的温控固结仪装置，其特征是：所述装样腔室的环刀槽外沿设有一圈环形热水循环腔，所述环形热水循环腔的顶部分别具有进水口和出水口。

5.根据权利要求4所述的一种可测孔压的温控固结仪装置，其特征是：进水口和出水口分别通过进水管和出水管与温控加热器连接，所述进水管设置阀门，出水管上具有温度传感器。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种可测孔压的温控固结仪装置，其特征是：所述顶盖具有两个排水通道，顶盖顶部设置高精度数显百分表，用于监测压缩变形，安装顶盖时，所述顶盖置于装样腔室内腔并与上透水石紧密接触。