一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，該裝置包括上剛性梁、下剛性梁、剛性螺紋柱、上部加力機(jī)構(gòu)、下部加力機(jī)構(gòu)、水槽、試驗(yàn)槽、測(cè)量機(jī)構(gòu)及滲透機(jī)構(gòu)，所述的下剛性梁中部設(shè)有下部加力機(jī)構(gòu)，該下部加力機(jī)構(gòu)上設(shè)有水槽，所述的試驗(yàn)槽設(shè)置在水槽中，所述的上剛性梁通過(guò)剛性螺紋柱可上、下移動(dòng)地設(shè)置在下剛性梁上，所述的上剛性梁中部設(shè)有內(nèi)螺紋孔，所述的上部加力機(jī)構(gòu)穿過(guò)內(nèi)螺紋孔，并通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)槽相連接，所述的試驗(yàn)槽通過(guò)導(dǎo)水管與滲透機(jī)構(gòu)相連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便，操作簡(jiǎn)便，能夠在工程現(xiàn)場(chǎng)較為方便地進(jìn)行實(shí)時(shí)土工試驗(yàn)，能有效減小試驗(yàn)誤差，工作效率高，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。
【專利說(shuō)明】一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程、地質(zhì)工程土工測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]基坑工程和地下工程在勘察階段往往需要測(cè)量土體物理力學(xué)參數(shù)，目前，所采用的方法大多為取樣后送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。然而，由于在運(yùn)輸和保存過(guò)程中，常常會(huì)對(duì)土樣產(chǎn)生二次擾動(dòng)，從而影響土體力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性，這將對(duì)后期工程設(shè)計(jì)、施工造成風(fēng)險(xiǎn)。另夕卜，由于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，往往不能及時(shí)獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將增加工程周期。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01210390847.6的中國(guó)發(fā)明專利公布了一種實(shí)時(shí)量測(cè)土樣膨脹力的試驗(yàn)裝置，該裝置包括一個(gè)采用鋼化玻璃水槽的固結(jié)儀，置于透水石上的環(huán)箍外側(cè)設(shè)有護(hù)環(huán)，環(huán)箍?jī)?nèi)側(cè)直接與帶有土樣的環(huán)刀緊密接觸，土樣上下表面設(shè)有薄濾紙，土樣頂部放置上透水石和加壓蓋，橡膠帽上部分與環(huán)刀緊密接觸，下部分與固結(jié)儀水槽外側(cè)緊密接觸，固結(jié)儀旁邊擺放的水箱位于鐵架上，水箱與橡膠帽的進(jìn)水孔連接，固結(jié)儀外側(cè)設(shè)置的鋼架橫梁中部設(shè)有帶螺紋豎向傳力桿，傳力桿與加壓蓋接觸，固結(jié)儀和鐵架都置于天平上，可以實(shí)時(shí)量測(cè)土樣膨脹力，可以得到土樣的膨脹力時(shí)程曲線。該專利公布的裝置雖然能夠較為精確地量測(cè)士樣的膨脹力，但螺桿加力方式較為單一且加力范圍有限，不適用于測(cè)量土樣的固結(jié)及滲透相關(guān)的參數(shù)，在需要進(jìn)行全面土樣參數(shù)測(cè)試的條件下，其實(shí)用性較差，沒(méi)有克服傳統(tǒng)固結(jié)試驗(yàn)裝置單一性的技術(shù)缺陷。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01310066361.1的中國(guó)發(fā)明專利公布了一種固結(jié)滲透聯(lián)合試驗(yàn)裝置和方法，該裝置包括用于放置實(shí)驗(yàn)土樣的土樣倉(cāng)，土樣倉(cāng)的頂端和底端都設(shè)有透水石，或一端設(shè)有透水石且另一端設(shè)有不透水試塊；透水石上設(shè)有與該透水石導(dǎo)通的孔隙水導(dǎo)管，且孔隙水導(dǎo)管上設(shè)有孔隙水流量監(jiān)測(cè)儀；土樣倉(cāng)頂部設(shè)有密封塞；土樣倉(cāng)的底部固定在平臺(tái)上，且該土樣倉(cāng)頂部設(shè)有加壓裝置；土樣倉(cāng)設(shè)有垂直應(yīng)力傳感器和變形傳感器；平臺(tái)上設(shè)有用于放置土樣倉(cāng)的樣品室，加壓裝置包括用于提供壓力的配重塊、用于為樣品室內(nèi)的土樣倉(cāng)進(jìn)行加壓的沿豎直方向設(shè)置的拉力架；樣品室固定于平臺(tái)上，且頂部設(shè)有開(kāi)口 ；拉力架的第一端通過(guò)連接機(jī)構(gòu)連接配重塊，第二端套接在樣品室上以對(duì)樣品室內(nèi)的試驗(yàn)樣本進(jìn)行加壓。該專利公布的裝置使用配重塊進(jìn)行加載不能有效控制加載精度，不能滿足膨脹力精細(xì)測(cè)試的需求，其使用導(dǎo)水孔注水，對(duì)于一般固結(jié)試驗(yàn)而言，飽和效率低且可能無(wú)法將土中空氣完全排出，同時(shí)，由于各試驗(yàn)部件單獨(dú)存在，大大增加裝置的體積空間，而且不利于裝置迅速便捷的移動(dòng)，不具有便攜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可在工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量土體力學(xué)參數(shù)、滲透系數(shù)和膨脹土膨脹性能的多功能試驗(yàn)裝置。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]—種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，該裝置包括上剛性梁、下剛性梁、剛性螺紋柱、上部加力機(jī)構(gòu)、下部加力機(jī)構(gòu)、水槽、試驗(yàn)槽、測(cè)量機(jī)構(gòu)及滲透機(jī)構(gòu)，所述的下剛性梁中部設(shè)有下部加力機(jī)構(gòu)，該下部加力機(jī)構(gòu)上設(shè)有水槽，所述的試驗(yàn)槽設(shè)置在水槽中，所述的上剛性梁通過(guò)剛性螺紋柱可上、下移動(dòng)地設(shè)置在下剛性梁上，所述的上剛性梁中部設(shè)有內(nèi)螺紋孔，所述的上部加力機(jī)構(gòu)穿過(guò)內(nèi)螺紋孔，并通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)槽相連接，所述的試驗(yàn)槽通過(guò)導(dǎo)水管與滲透機(jī)構(gòu)相連通。
[0008]所述的上剛性梁、下剛性梁及剛性螺紋柱共同組成外框架，用于給整個(gè)試驗(yàn)裝置提供結(jié)構(gòu)支撐和反力，所述的剛性螺紋柱可方便拆卸、安裝，并能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)任意調(diào)節(jié)上剛性梁與下剛性梁之間的距離。
[0009]所述的上部加力機(jī)構(gòu)為螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)或砝碼增重加力機(jī)構(gòu)，所述的螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)包括加壓螺紋柱與轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述的加壓螺紋柱的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋孔與測(cè)量機(jī)構(gòu)相連接，另一端設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述的砝碼增重加力機(jī)構(gòu)包括傳力柱、承臺(tái)及砝碼，所述的傳力柱的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋孔與測(cè)量機(jī)構(gòu)相連接，另一端固定在承臺(tái)的底部，所述的砝碼設(shè)置在承臺(tái)上。
[0010]所述的加壓螺紋柱上設(shè)有與內(nèi)螺紋孔相匹配的外螺紋，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)加壓螺紋柱可對(duì)下部試驗(yàn)槽中的土樣施加軸向力。
[0011]所述的傳力柱與上剛性梁中部螺紋孔之間，實(shí)現(xiàn)無(wú)約束自由移動(dòng)，通過(guò)在承臺(tái)上放置砝碼，可對(duì)下部試驗(yàn)槽中的土樣施加軸向力。
[0012]所述的上部加力機(jī)構(gòu)可根據(jù)試驗(yàn)要求自主選擇螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)或砝碼增重加力機(jī)構(gòu)。
[0013]所述的下剛性梁中部設(shè)有卡槽，所述的剛性螺紋柱為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置在下剛性梁的左、右兩側(cè)，所述的剛性螺紋柱的頂部通過(guò)螺母與上剛性梁固定連接，底部通過(guò)螺紋與下剛性梁固定連接。
[0014]所述的下部加力機(jī)構(gòu)包括液壓千斤頂、導(dǎo)管及手壓式液壓活塞，所述的液壓千斤頂設(shè)置在卡槽中，并通過(guò)導(dǎo)管與手壓式液壓活塞相連接，所述的水槽設(shè)置在液壓千斤頂上，所述的液壓千斤頂可對(duì)上部試驗(yàn)槽中的土樣施加軸向力。
[0015]所述的試驗(yàn)槽包括頂帽、底座、護(hù)環(huán)、環(huán)刀、土樣層、透水石a及透水石b，所述的底座設(shè)置在水槽的底部，所述的頂帽、護(hù)環(huán)及環(huán)刀由上至下依次設(shè)置在底座上，所述的頂帽上設(shè)有頂滲透導(dǎo)水孔，所述的底座上設(shè)有飽和導(dǎo)水孔及底滲透導(dǎo)水孔，該底滲透導(dǎo)水孔位于飽和導(dǎo)水孔的上方，所述的飽和導(dǎo)水孔為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置在底座的左、右兩側(cè)，所述的頂滲透導(dǎo)水孔、飽和導(dǎo)水孔及底滲透導(dǎo)水孔的端部均設(shè)有止水夾，所述的底座與頂帽之間由下至上依次設(shè)有透水石a、土樣層及透水石b。
[0016]所述的土樣置于環(huán)刀內(nèi)，環(huán)刀的頂部固定在護(hù)環(huán)上，底部固定在底座上。
[0017]所述的止水夾可根據(jù)需要進(jìn)行打開(kāi)，所述的飽和導(dǎo)水孔端部的止水夾打開(kāi)后，可以通過(guò)向水槽內(nèi)注水，來(lái)直接對(duì)試驗(yàn)槽中的土樣進(jìn)行飽和。
[0018]所述的測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)力環(huán)、位移計(jì)a、位移計(jì)b及十字梁，所述的測(cè)力環(huán)的頂端通過(guò)鉸接與上部加力機(jī)構(gòu)相連接，底端通過(guò)十字梁與頂帽點(diǎn)接觸連接，所述的位移計(jì)a、位移計(jì)b通過(guò)連接桿分別設(shè)置在十字梁和水槽上。
[0019]所述的水槽主要用于對(duì)土樣進(jìn)行飽和。
[0020]所述的測(cè)量機(jī)構(gòu)用于測(cè)量試驗(yàn)槽中土樣所承受的軸向荷載，其中，所述的位移計(jì)a、位移計(jì)b分別用于測(cè)量十字梁與水槽的位移，并通過(guò)兩者的位移差值，來(lái)計(jì)算得到土樣的變形量。
[0021]所述的測(cè)量機(jī)構(gòu)可用于測(cè)量土樣受力狀態(tài)及其軸向變形。
[0022]所述的滲透機(jī)構(gòu)包括供水罐及量筒，所述的供水罐通過(guò)導(dǎo)水管依次與試驗(yàn)槽、量筒相連通。
[0023]所述的試驗(yàn)槽頂帽上的頂滲透導(dǎo)水孔、試驗(yàn)槽底座上的底滲透導(dǎo)水孔均通過(guò)導(dǎo)水管分別與供水罐、量筒相連通。
[0024]所述的滲透機(jī)構(gòu)主要用于對(duì)試驗(yàn)槽中的土樣施加孔隙水壓力或?qū)ζ溥M(jìn)行飽和，其中，所述的供水罐、量筒通過(guò)導(dǎo)水管用于對(duì)土樣進(jìn)行滲透試驗(yàn)，測(cè)量土樣的滲透系數(shù)，同時(shí)，還可以結(jié)合加力機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。
[0025]試驗(yàn)過(guò)程中，將環(huán)刀內(nèi)試驗(yàn)土樣放置在裝有透水石a的底座上，上部放置透水石b，并加蓋護(hù)環(huán)、頂帽，將整個(gè)試驗(yàn)槽和水槽放置在框架內(nèi)，即可進(jìn)行以下試驗(yàn):
[0026](I)固結(jié)試驗(yàn):水槽中注水，打開(kāi)飽和導(dǎo)水孔，關(guān)閉滲透導(dǎo)水孔，從上部螺紋扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)、上部砝碼增重加力機(jī)構(gòu)或下部千斤頂加力機(jī)構(gòu)中，選擇加力方式，對(duì)土樣進(jìn)行加力，測(cè)量土體變形參數(shù)；
[0027](2)滲透試驗(yàn):供水罐預(yù)先設(shè)置水頭高度，打開(kāi)滲透導(dǎo)水孔，關(guān)閉飽和導(dǎo)水孔，從上部螺紋扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)、上部砝碼增重加力機(jī)構(gòu)或下部千斤頂加力機(jī)構(gòu)中，選擇加力方式，對(duì)土樣進(jìn)行加力或者不加力，測(cè)量土體滲透參數(shù)；
[0028](3)膨脹性能試驗(yàn):水槽中注水，打開(kāi)飽和導(dǎo)水孔，關(guān)閉滲透導(dǎo)水孔，從上部螺紋扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)、上部砝碼增重加力機(jī)構(gòu)或下部千斤頂加力機(jī)構(gòu)中，選擇加力方式，對(duì)上樣進(jìn)行加力或者不加力，測(cè)量土體膨脹力或膨脹率。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
[0030]I)由于采用剛性螺紋柱，可以根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)條件來(lái)調(diào)節(jié)上剛性梁與下剛性梁之間的距離，以此來(lái)調(diào)節(jié)試驗(yàn)框架大小，能適用于不同的工況條件；
[0031]2)采用多種可拆卸加力方式，如上部螺紋扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)、上部砝碼增重加力機(jī)構(gòu)及下部千斤頂加力機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)試驗(yàn)需求選擇相應(yīng)的加力機(jī)構(gòu)，裝置實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣；
[0032]3)裝置各試驗(yàn)部件均可輕松拆卸、調(diào)節(jié)、安裝，方便試驗(yàn)人員攜帶；
[0033]4)可在工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)進(jìn)行土工試驗(yàn)，可滿足固結(jié)、滲透系數(shù)及膨脹上膨脹性能的測(cè)量，能夠有效消除土樣因運(yùn)輸或保存所產(chǎn)生的二次擾動(dòng)，在保證上體力學(xué)參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)，能夠有效縮短試驗(yàn)周期，提高試驗(yàn)效率；
[0034]5)由于將加力機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)與滲透機(jī)構(gòu)緊密相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土樣逐級(jí)施加壓力，準(zhǔn)確測(cè)定有側(cè)限條件下不同時(shí)刻土樣的垂直變形量及與之對(duì)應(yīng)的孔隙水釋出量，能夠同時(shí)對(duì)土樣固結(jié)參數(shù)、土樣滲透系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，從而有效克服了目前常規(guī)滲透試驗(yàn)方法測(cè)試滲透參數(shù)偏大的缺陷以及固結(jié)試驗(yàn)裝置單一性的缺陷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置中試驗(yàn)槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖中標(biāo)記說(shuō)明:
[0038]11-剛性螺紋柱、12-上剛性梁、13-下剛性梁、14-螺母、21-加壓螺紋柱、22-轉(zhuǎn)動(dòng)桿、23-傳力柱、24-承臺(tái)、25-砝碼、26-液壓千斤頂、27-導(dǎo)管、28-手壓式液壓活塞、3-試驗(yàn)槽、31-頂帽、32-底座、33-護(hù)環(huán)、34-環(huán)刀、35- 土樣層、361-透水石a、362-透水石b、37-頂滲透導(dǎo)水孔、38-底滲透導(dǎo)水孔、39-飽和導(dǎo)水孔、41-測(cè)力環(huán)、42-十字梁、431-位移計(jì)a、432-位移計(jì)b、51-供水罐、52-導(dǎo)水管、53-量筒、54-水槽、6-連接桿。

【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0040]實(shí)施例:
[0041]如圖1所示，一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，該裝置包括上剛性梁12、下剛性梁13、剛性螺紋柱11、上部加力機(jī)構(gòu)、下部加力機(jī)構(gòu)、水槽54、試驗(yàn)槽3、測(cè)量機(jī)構(gòu)及滲透機(jī)構(gòu)，下剛性梁13中部設(shè)有下部加力機(jī)構(gòu)，該下部加力機(jī)構(gòu)上設(shè)有水槽54，試驗(yàn)槽3設(shè)置在水槽54中，上剛性梁12通過(guò)剛性螺紋柱11可上、下移動(dòng)地設(shè)置在下剛性梁13上，上剛性梁12中部設(shè)有內(nèi)螺紋孔，上部加力機(jī)構(gòu)穿過(guò)內(nèi)螺紋孔，并通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)槽3相連接，試驗(yàn)槽3通過(guò)導(dǎo)水管52與滲透機(jī)構(gòu)相連通。
[0042]上剛性梁12、下剛性梁13及剛性螺紋柱11共同組成外框架，用于給整個(gè)試驗(yàn)裝置提供結(jié)構(gòu)支撐和反力，剛性螺紋柱11可方便拆卸、安裝，并能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)任意調(diào)節(jié)上剛性梁12與下剛性梁13之間的距離。
[0043]上部加力機(jī)構(gòu)為螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)或砝碼增重加力機(jī)構(gòu)，螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)包括加壓螺紋柱21與轉(zhuǎn)動(dòng)桿22，加壓螺紋柱21的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋孔與測(cè)量機(jī)構(gòu)相連接，另一端設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)桿22，砝碼增重加力機(jī)構(gòu)包括傳力柱23、承臺(tái)24及砝碼25，傳力柱23的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋孔與測(cè)量機(jī)構(gòu)相連接，另一端固定在承臺(tái)24的底部，砝碼25設(shè)置在承臺(tái)24上。
[0044]加壓螺紋柱21上設(shè)有與內(nèi)螺紋孔相匹配的外螺紋，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)加壓螺紋柱21可對(duì)下部試驗(yàn)槽3中的土樣施加軸向力。
[0045]傳力柱23與上剛性梁12中部螺紋孔之間可實(shí)現(xiàn)無(wú)約束自由移動(dòng)，通過(guò)在承臺(tái)24上放置砝碼25，可對(duì)下部試驗(yàn)槽3中的土樣施加軸向力。
[0046]在具體試驗(yàn)過(guò)程中，上部加力機(jī)構(gòu)可根據(jù)試驗(yàn)要求自主選擇螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)或砝碼增重加力機(jī)構(gòu)。
[0047]下剛性梁13中部設(shè)有卡槽，剛性螺紋柱11為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置在下剛性梁13的左、右兩側(cè)，剛性螺紋柱11的頂部通過(guò)螺母14與上剛性梁12固定連接，底部通過(guò)螺紋與下剛性梁13固定連接。
[0048]下部加力機(jī)構(gòu)包括液壓千斤頂26、導(dǎo)管27及手壓式液壓活塞28，液壓千斤頂26設(shè)置在卡槽中，并通過(guò)導(dǎo)管27與手壓式液壓活塞28相連接，水槽54設(shè)置在液壓千斤頂26上，液壓千斤頂26可對(duì)上部試驗(yàn)槽3中的土樣施加軸向力。
[0049]如圖2所示，試驗(yàn)槽3包括頂帽31、底座32、護(hù)環(huán)33、環(huán)刀34、土樣層35、透水石a361及透水石b362，底座32設(shè)置在水槽54的底部，頂帽31、護(hù)環(huán)33及環(huán)刀34由上至下依次設(shè)置在底座32上，頂帽31上設(shè)有頂滲透導(dǎo)水孔37，底座32上設(shè)有飽和導(dǎo)水孔39及底滲透導(dǎo)水孔38，該底滲透導(dǎo)水孔38位于飽和導(dǎo)水孔39的上方，飽和導(dǎo)水孔39為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置在底座32的左、右兩側(cè)，底座32與頂帽31之間由下至上依次設(shè)有透水石a361、土樣層35及透水石b362，頂滲透導(dǎo)水孔37、飽和導(dǎo)水孔39及底滲透導(dǎo)水孔38的端部均設(shè)有止水夾。
[0050]土樣置于環(huán)刀34內(nèi)，環(huán)刀34的頂部固定在護(hù)環(huán)33上，底部固定在底座32上。
[0051]止水夾可根據(jù)需要進(jìn)行打開(kāi)，例如，飽和導(dǎo)水孔39端部的止水夾打開(kāi)后，可以通過(guò)向水槽54內(nèi)注水，來(lái)直接對(duì)試驗(yàn)槽3中的土樣進(jìn)行飽和。
[0052]水槽54主要用于對(duì)土樣進(jìn)行飽和。
[0053]測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)力環(huán)41、位移計(jì)a431、位移計(jì)b432及十字梁42，測(cè)力環(huán)41的頂端通過(guò)鉸接與上部加力機(jī)構(gòu)相連接，底端通過(guò)十字梁42與頂帽31點(diǎn)接觸連接，位移計(jì)a431、位移計(jì)b432通過(guò)連接桿6分別設(shè)置在十字梁42和水槽54上。
[0054]測(cè)量機(jī)構(gòu)用于測(cè)量試驗(yàn)槽3中土樣所承受的軸向荷載，其中，位移計(jì)a431、位移計(jì)b432分別用于測(cè)量十字梁42與水槽54的位移，并通過(guò)兩者的位移差值，來(lái)計(jì)算得到土樣的變形量。
[0055]測(cè)量機(jī)構(gòu)可用于測(cè)量土樣受力狀態(tài)及其軸向變形。
[0056]滲透機(jī)構(gòu)包括供水罐51及量筒53，供水罐51通過(guò)導(dǎo)水管52依次與試驗(yàn)槽3、量筒53相連通。
[0057]試驗(yàn)槽3頂帽31上的頂滲透導(dǎo)水孔37、試驗(yàn)槽3底座32上的底滲透導(dǎo)水孔38均通過(guò)導(dǎo)水管52分別與供水罐51、量筒53相連通。
[0058]滲透機(jī)構(gòu)主要用于對(duì)試驗(yàn)槽3中的土樣施加孔隙水壓力或?qū)ζ溥M(jìn)行飽和，其中，供水罐51、量筒53通過(guò)導(dǎo)水管52用于對(duì)土樣進(jìn)行滲透試驗(yàn)，測(cè)量土樣的滲透系數(shù)，同時(shí)，還可以結(jié)合加力機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，該裝置包括上剛性梁(12)、下剛性梁(13)、剛性螺紋柱(11)、上部加力機(jī)構(gòu)、下部加力機(jī)構(gòu)、水槽(54)、試驗(yàn)槽(3)、測(cè)量機(jī)構(gòu)及滲透機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的下剛性梁(13)中部設(shè)有下部加力機(jī)構(gòu)，該下部加力機(jī)構(gòu)上設(shè)有水槽(54)，所述的試驗(yàn)槽(3)設(shè)置在水槽(54)中，所述的上剛性梁(12)通過(guò)剛性螺紋柱(11)可上、下移動(dòng)地設(shè)置在下剛性梁(13)上，所述的上剛性梁(12)中部設(shè)有內(nèi)螺紋孔，所述的上部加力機(jī)構(gòu)穿過(guò)內(nèi)螺紋孔，并通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)槽(3)相連接，所述的試驗(yàn)槽(3)通過(guò)導(dǎo)水管(52)與滲透機(jī)構(gòu)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的上部加力機(jī)構(gòu)為螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)或砝碼增重加力機(jī)構(gòu)，所述的螺桿扭轉(zhuǎn)加力機(jī)構(gòu)包括加壓螺紋柱(21)與轉(zhuǎn)動(dòng)桿(22)，所述的加壓螺紋柱(21)的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋孔與測(cè)量機(jī)構(gòu)相連接，另一端設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)桿(22)，所述的砝碼增重加力機(jī)構(gòu)包括傳力柱(23)、承臺(tái)(24)及砝碼(25)，所述的傳力柱(23)的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋孔與測(cè)量機(jī)構(gòu)相連接，另一端固定在承臺(tái)(24)的底部，所述的砝碼(25)設(shè)置在承臺(tái)(24)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的加壓螺紋柱(21)上設(shè)有與內(nèi)螺紋孔相匹配的外螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的下剛性梁(13)中部設(shè)有卡槽，所述的剛性螺紋柱(11)為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置在下剛性梁(13)的左、右兩側(cè)，所述的剛性螺紋柱(11)的頂部通過(guò)螺母(14)與上剛性梁(12)固定連接，底部通過(guò)螺紋與下剛性梁(13)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的下部加力機(jī)構(gòu)包括液壓千斤頂(26)、導(dǎo)管(27)及手壓式液壓活塞(28)，所述的液壓千斤頂(26)設(shè)置在卡槽中，并通過(guò)導(dǎo)管(27)與手壓式液壓活塞(28)相連接，所述的水槽(54)設(shè)置在液壓千斤頂(26)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的試驗(yàn)槽(3)包括頂帽(31)、底座(32)、護(hù)環(huán)(33)、環(huán)刀(34)、土樣層(35)、透水石a(361)及透水石b (362)，所述的底座(32)設(shè)置在水槽(54)的底部，所述的頂帽(31)、護(hù)環(huán)(33)及環(huán)刀(34)由上至下依次設(shè)置在底座(32)上，所述的頂帽(31)上設(shè)有頂滲透導(dǎo)水孔(37)，所述的底座(32)上設(shè)有飽和導(dǎo)水孔(39)及底滲透導(dǎo)水孔(38)，該底滲透導(dǎo)水孔(38)位于飽和導(dǎo)水孔(39)的上方，所述的飽和導(dǎo)水孔(39)為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置在底座(32)的左、右兩側(cè)，所述的底座(32)與頂帽(31)之間由下至上依次設(shè)有透水石“361)、土樣層(35)及透水石b (362)，所述的頂滲透導(dǎo)水孔(37)、飽和導(dǎo)水孔(39)及底滲透導(dǎo)水孔(38)的端部均設(shè)有止水夾。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)力環(huán)(41)、位移計(jì)a(431)、位移計(jì)b(432)及十字梁(42)，所述的測(cè)力環(huán)(41)的頂端通過(guò)鉸接與上部加力機(jī)構(gòu)相連接，底端通過(guò)十字梁(42)與頂帽(31)點(diǎn)接觸連接，所述的位移計(jì)3 (431)、位移計(jì)b (432)通過(guò)連接桿(6)分別設(shè)置在十字梁(42)和水槽(54)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的滲透機(jī)構(gòu)包括供水罐(51)及量筒(53)，所述的供水罐(51)通過(guò)導(dǎo)水管(52)依次與試驗(yàn)槽(3)、量筒(53)相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的一種便攜式多功能土體力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的試驗(yàn)槽(3)頂帽(31)上的頂滲透導(dǎo)水孔(37)、試驗(yàn)槽(3)底座(32)上的底滲透導(dǎo)水孔(38)均通過(guò)導(dǎo)水管(52)分別與供水罐(51)、量筒(53)相連通。
【文檔編號(hào)】G01N3/00GK104390845SQ201410697402
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王建秀, 劉笑天, 周家宇, 殷堯, 吳林波, 高峰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)