一種多功能非飽和土固結(jié)儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種多功能非飽和土固結(jié)儀及測(cè)試方法，屬于土工測(cè)試儀器領(lǐng)域。在固結(jié)儀試驗(yàn)平臺(tái)的加載桿上運(yùn)用止推軸承、直線(xiàn)軸承和調(diào)心件和軸向壓力傳感器的內(nèi)置方式，消除加載時(shí)摩擦力的影響，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)剛性連接組件的設(shè)計(jì)減少了對(duì)試樣的不必要的預(yù)壓力，調(diào)心組件的設(shè)計(jì)解決了由于加工和安裝引起的加載桿和試樣偏心的問(wèn)題。同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)使其能夠適應(yīng)多種加載平臺(tái)，保證其可以在現(xiàn)有飽和土固結(jié)儀上進(jìn)行試驗(yàn)，也可以在三軸壓縮試驗(yàn)儀上進(jìn)行試驗(yàn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多功能非飽和土固結(jié)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種多功能非飽和土固結(jié)儀屬于土工測(cè)試儀器領(lǐng)域，涉及非飽和土的固結(jié)試驗(yàn)，特別是涉及非飽和土控制吸力的側(cè)向力測(cè)試。

【背景技術(shù)】
[0002]巖土行業(yè)在進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃和施工之前，需要對(duì)建筑地基涉及的巖土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)通常在室內(nèi)試驗(yàn)室進(jìn)行，其中對(duì)土的力學(xué)性能的試驗(yàn)，就叫土工試驗(yàn)，土工試驗(yàn)使用主要工具就是土工測(cè)試儀器。非飽和土測(cè)試儀器是指對(duì)非飽和土進(jìn)行相關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn)的儀器。
[0003]目前非飽和土測(cè)試儀器的發(fā)展還不夠完善，但是研宄非飽和土的力學(xué)性質(zhì)卻十分重要。這是由于地表上的土大部分是非飽和土，我們?nèi)粘Ｋ龅降膸r土工程問(wèn)題許多也都是非飽和土力學(xué)問(wèn)題。目前大多數(shù)的非飽和土土力學(xué)問(wèn)題都是按照或者借用飽和土力學(xué)理論解決的，因此急需建立完善的非飽和土土力學(xué)理論體系。
[0004]自上世紀(jì)70年代以來(lái)，非飽和土土力學(xué)一直是土力學(xué)和巖土工程研宄的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域，建立非飽和土的理論體系和非飽和土的應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型是現(xiàn)代土力學(xué)的艱巨任務(wù)。土的力學(xué)試驗(yàn)在土力學(xué)理論體系的建立和發(fā)展過(guò)程中，以及巖土工程建設(shè)中起著重要的作用。鑒于非飽和土的復(fù)雜性，建立非飽和土土力學(xué)的理論體系更是必須以非飽和土的力學(xué)試驗(yàn)為基礎(chǔ)。回顧非飽和土土力學(xué)的發(fā)展，可以說(shuō)，缺乏準(zhǔn)確有效的非飽和土測(cè)試儀器是限制非飽和土力學(xué)發(fā)展的重要因素。
[0005]現(xiàn)有的非飽和土固結(jié)儀大多只能單一的完成控制吸力的固結(jié)實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行控制吸力的KO固結(jié)試驗(yàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)非飽和土的側(cè)向壓力σ 3的測(cè)量以及靜止側(cè)壓力系數(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了實(shí)現(xiàn)控制吸力的非飽和土固結(jié)試驗(yàn)和KO固結(jié)試驗(yàn)、土 -水特性曲線(xiàn)的測(cè)定、飽和土的固結(jié)試驗(yàn)和KO固結(jié)試驗(yàn)，提高測(cè)量的精確度，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]一種多功能非飽和土固結(jié)儀，主要由固結(jié)儀加載平臺(tái)，砝碼托盤(pán)，砝碼，杠桿，平衡錘，加載連接塊，連接桿，氣壓室和固結(jié)儀加載構(gòu)件組成。
[0008]加載平臺(tái)為矩形桌體結(jié)構(gòu)，并坐落于另一個(gè)較大的下層桌體臺(tái)面上，下層桌體臺(tái)面固定杠桿支座，杠桿固定在杠桿支座上；杠桿一端固定平衡錘，另一端鉸接砝碼托盤(pán)，加載連接塊為軸對(duì)稱(chēng)構(gòu)件，加載連接塊的中心通過(guò)軸承固定于杠桿上砝碼一側(cè)，距離杠桿支座的距離是杠桿支座與砝碼鉸接端總長(zhǎng)度1:24的位置；加載連接塊垂直于杠桿，兩端伸出加載平臺(tái)的側(cè)面，加載連接塊限定在加載平臺(tái)側(cè)面的滑槽中上下垂直運(yùn)動(dòng)；加載連接塊可軸向自由旋轉(zhuǎn)；兩個(gè)連接桿的下端分別固定于加載連接塊兩側(cè)的端點(diǎn)上，上端與加載橫梁的兩端固定連接，形成可繞加載連接塊軸旋轉(zhuǎn)的框架體；固定平衡錘的位置，使杠桿保持水平平衡狀態(tài)。
[0009]氣壓室的中心位于加載連接塊的支點(diǎn)位置，固定于加載平臺(tái)的上表面；氣壓室主要由氣壓室底座、有機(jī)玻璃側(cè)壁和氣壓室上蓋組成；在有機(jī)玻璃側(cè)壁與氣壓室上蓋和下蓋的接觸位置安裝有氣密封橡膠條；為了保證氣壓室的密封性，使用四根蝶形螺桿壓緊氣壓室底座與有機(jī)玻璃側(cè)壁以及氣壓室上蓋與有機(jī)玻璃側(cè)壁之間的氣密封橡膠條，氣壓室上蓋留有氣壓輸入口和固結(jié)儀加載桿的通道；加載桿與氣壓室上蓋的連接處用星型橡膠圈密封。
[0010]非飽和土壓力室位于氣壓室中；圓柱形不銹鋼陶土板底座開(kāi)有兩個(gè)通透的孔洞，氣壓室底座與陶土板底座的相對(duì)應(yīng)位置也開(kāi)有通透的孔洞；將陶土板底座孔洞與氣壓室底座上的孔洞相互對(duì)齊，將陶土板底座固定在氣壓室底座上，兩個(gè)連接管分別接通兩處通透的孔洞，從其中管線(xiàn)進(jìn)水，另個(gè)一管線(xiàn)排水；在陶土板底座的下表面圍繞每個(gè)孔洞開(kāi)有安裝密封圈的凹槽，陶土板底座與氣壓室底座連接的最外側(cè)一圈也開(kāi)有安裝密封圈的凹槽；陶土板底座的上端是囊括陶土板底座上兩個(gè)通透孔洞的圓形凹陷，陶土板燒結(jié)在陶土板底座的圓形凹陷中；陶土板上端與陶土板底座的上邊沿持平。
[0011]帶側(cè)壓腔環(huán)刀沿著內(nèi)側(cè)壁中間有一圈凹槽，帶側(cè)壓腔環(huán)刀兩側(cè)的凹槽位置開(kāi)有通向外部的孔洞，并通過(guò)管接頭與氣壓室外的側(cè)壓力發(fā)生裝置和側(cè)壓力傳感器連接；帶側(cè)壓腔環(huán)刀內(nèi)壁固定不透水的彈性試樣膜；帶側(cè)壓腔環(huán)刀的邊沿持平的上表面是多孔板，在多孔板下面的帶側(cè)壓腔環(huán)刀內(nèi)填滿(mǎn)非飽和土。
[0012]帶側(cè)壓腔環(huán)刀固定于陶土板底座的上表面；在帶側(cè)壓腔環(huán)刀下表面與陶土板和陶土板底座的連接處皆用密封圈密封；試樣加載板置于多孔板的上面，試樣加載板的中心處為與加載帽底端相互匹配的凹陷。
[0013]固結(jié)儀加載構(gòu)件主要由垂直的調(diào)節(jié)螺栓、加載桿和加載帽組成；調(diào)節(jié)螺栓由緊定螺母垂直固定于固結(jié)儀加載橫梁的中心點(diǎn)，安裝有止推軸承的連接件連接調(diào)節(jié)螺栓的下端和和加載桿的上端；加載桿穿過(guò)氣壓室上蓋，在氣壓室中與軸向壓力傳感器固定連接；加載帽下端為與試樣加載板的中心處凹陷相匹配的凸起；上端的圓形帽檐嵌套于調(diào)心件下端的滑槽中，加載帽可在調(diào)心件的滑槽中水平位移；調(diào)心件的上端與傳感器支座的下端固定連接；軸向壓力傳感器的下端與傳感器支座固定連接。
[0014]底座上的沖水孔洞和排水孔洞分別開(kāi)在圓柱形不銹鋼陶土板底座的中心和邊緣，陶土板底座上端的圓形凹陷底面為開(kāi)有從中心孔洞圓點(diǎn)逐漸走向外圈的螺旋形凹槽，螺旋形凹槽的終點(diǎn)位于陶土板底座邊緣的孔洞處。
[0015]在氣壓室上蓋上表面安裝了軸承座、軸承蓋以及直線(xiàn)軸承，實(shí)現(xiàn)對(duì)加載桿垂直運(yùn)動(dòng)方向的約束。
[0016]帶側(cè)壓腔環(huán)刀通過(guò)圓環(huán)形試樣上蓋和陶土板側(cè)圍蓋與陶土板底座固定連接；將頂端帶有外沿的空腔圓柱形陶土板側(cè)圍蓋套在陶土板底座外側(cè)，圓環(huán)形試樣上蓋從周邊壓住帶側(cè)壓腔環(huán)刀的上表面；用緊固件固定連接試樣上蓋、帶側(cè)壓腔環(huán)刀和陶土板側(cè)圍蓋頂端的外沿；在帶側(cè)壓腔環(huán)刀上下端的所有連接處開(kāi)有凹槽，并安裝密封圈。
[0017]多功能非飽和土固結(jié)儀測(cè)試方法如下:
[0018]步驟一，試件安裝:將氣壓室底座放置在加載平臺(tái)上，然后將密封圈和飽和的陶土板底座安裝在氣壓室底座上；將彈性試樣膜固定于帶側(cè)壓腔環(huán)刀的內(nèi)側(cè)面；通過(guò)管接頭連接的管路將帶側(cè)壓腔環(huán)刀的側(cè)壓腔內(nèi)充滿(mǎn)無(wú)氣水；將陶土板側(cè)圍蓋、帶側(cè)壓腔環(huán)刀以及試樣上蓋安裝到陶土板底座上，并將飽和好的試樣推入帶側(cè)壓腔環(huán)刀內(nèi)；使用螺栓壓緊陶土板側(cè)圍蓋、帶側(cè)壓腔環(huán)刀以及試樣上蓋三者之間的O型橡膠圈實(shí)現(xiàn)側(cè)壓腔的密閉；將多孔板以及試樣加載板放置于試樣上方；安裝有機(jī)玻璃側(cè)壁以及氣壓室上蓋，并通過(guò)螺栓壓緊O型橡膠實(shí)現(xiàn)氣壓室的密閉；將連接件與調(diào)節(jié)螺栓的螺紋旋合，然后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓使加載帽與試樣加載板預(yù)接觸；
[0019]步驟二，兩個(gè)管線(xiàn)分別連接氣壓室底座上的沖水孔洞和排水孔洞，用從其中一個(gè)管線(xiàn)沖水另一個(gè)管線(xiàn)排水的方式，對(duì)試樣和陶土板進(jìn)行充水排氣；
[0020]步驟三，旋緊緊定螺母；使用自制的電控氣壓控制柜通過(guò)氣壓室上蓋上預(yù)留的通道向氣壓室內(nèi)施加設(shè)定的氣壓力，使氣體通過(guò)多孔板均勻的作用于試樣的上表面，使試樣進(jìn)氣排水以達(dá)到預(yù)定的飽和度；此過(guò)程中的氣壓力大小由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)并監(jiān)控記錄;
[0021]步驟四，待試樣達(dá)到預(yù)定飽和度后，向砝碼托盤(pán)上逐級(jí)加砝碼對(duì)試樣施加軸向壓力，并通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄軸向壓力傳感器與側(cè)壓力傳感器的讀數(shù)，得到其KO值，完成非飽和土 KO固結(jié)試驗(yàn)。
[0022]本實(shí)用新型的顯著效果是:功能豐富、測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)緊湊，軸向壓力傳感器的內(nèi)置消除摩擦力的影響，旋轉(zhuǎn)剛性連接組件的設(shè)計(jì)減少了對(duì)試樣的不必要的預(yù)壓力，調(diào)心組件的設(shè)計(jì)解決了由于加工和安裝引起的加載桿和試樣偏心的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)使其能夠適應(yīng)多種加載平臺(tái)，保證其可以在現(xiàn)有飽和土固結(jié)儀上進(jìn)行試驗(yàn)，也可以在三軸壓縮試驗(yàn)儀上進(jìn)行試驗(yàn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的立體示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型剖視圖。
[0025]圖中:1-氣壓室底座，2-陶土板底座，3-0型橡膠圈，4-陶土板側(cè)圍蓋，5-帶側(cè)壓腔環(huán)刀，6-試樣，7-多孔板，8-試樣加載板，9-有機(jī)玻璃側(cè)壁，10-氣壓室上蓋，11-蝶形螺桿，12-軸承座，13-軸承蓋，14-直線(xiàn)軸承，15-調(diào)節(jié)螺栓，16-緊定螺母，17-M10蓋螺母，18-加載橫梁，19-連接件，20-緊定件，21-止推軸承，22-加載桿，23-星型橡膠圈，24-軸向壓力傳感器，25-傳感器支座，26-調(diào)心件，27-試樣上蓋，28-加壓帽，29-0型橡膠圈，30-0型橡膠圈，31-管接頭，32-連接桿，33-平衡錘，34-加載連接塊，35-加載平臺(tái)，36-杠桿，37-破碼托盤(pán)，38-破碼，39-陶土板。

【具體實(shí)施方式】
[0026]結(jié)合附圖和技術(shù)方案詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0027]多功能非飽和土固結(jié)儀，主要由固結(jié)儀加載平臺(tái)35，砝碼托盤(pán)37，砝碼38，杠桿36，平衡錘33，加載連接塊34，連接桿32，氣壓室和固結(jié)儀加載構(gòu)件組成；
[0028]加載平臺(tái)35為矩形桌體結(jié)構(gòu)，并坐落于另一個(gè)較大的下層桌體臺(tái)面上，下層桌體臺(tái)面固定杠桿支座，杠桿36固定在杠桿支座上；杠桿36 —端固定平衡錘33，另一端鉸接砝碼托盤(pán)37，加載連接塊34為軸對(duì)稱(chēng)構(gòu)件，加載連接塊34的中心通過(guò)軸承固定于杠桿36上砝碼一側(cè)，距離杠桿支座的距離是杠桿支座與砝碼鉸接端總長(zhǎng)度1:24的位置；加載連接塊34垂直于杠桿36，兩端伸出加載平臺(tái)35的側(cè)面，加載連接塊34限定在加載平臺(tái)35側(cè)面的滑槽中上下垂直運(yùn)動(dòng)；加載連接塊34可軸向自由旋轉(zhuǎn)；兩個(gè)連接桿32的下端分別固定于加載連接塊34兩側(cè)的端點(diǎn)上，上端與加載橫梁18的兩端固定連接，形成可繞加載連接塊34軸旋轉(zhuǎn)的框架體；固定平衡錘33的位置，使杠桿36保持水平平衡狀態(tài)。
[0029]氣壓室的中心位于加載連接塊34的支點(diǎn)位置，固定于加載平臺(tái)35的上表面；氣壓室主要由氣壓室底座1、有機(jī)玻璃側(cè)壁9和氣壓室上蓋10組成；在有機(jī)玻璃側(cè)壁9與氣壓室上蓋和下蓋的接觸位置安裝有氣密封橡膠條；為了保證氣壓室的密封性，使用四根蝶形螺桿11壓緊氣壓室底座I與有機(jī)玻璃側(cè)壁9以及氣壓室上蓋10與有機(jī)玻璃側(cè)壁9之間的氣密封橡膠條，氣壓室上蓋留有氣壓輸入口和固結(jié)儀加載桿22的通道；加載桿22與氣壓室上蓋的連接處用星型橡膠圈密封。
[0030]非飽和土壓力室位于氣壓室中；圓柱形不銹鋼陶土板底座2的中心和邊緣分別開(kāi)有通透的孔洞，氣壓室底座I與陶土板底座2的相對(duì)應(yīng)位置也開(kāi)有通透的孔洞；將陶土板底座2的孔洞與氣壓室底座I上的孔洞相互對(duì)齊，將陶土板底座2固定在氣壓室底座I上，兩個(gè)連接管分別接通兩處通透的孔洞，從其中管線(xiàn)進(jìn)水，另個(gè)一管線(xiàn)排水；在陶土板底座2的下表面圍繞每個(gè)孔洞開(kāi)有安裝密封圈的凹槽，陶土板底座2與氣壓室底座I連接的最外側(cè)一圈也開(kāi)有安裝密封圈的凹槽；陶土板底座2的上端是囊括陶土板底座上兩個(gè)通透孔洞的圓形凹陷，圓形凹陷的底面為開(kāi)有從中心孔洞圓點(diǎn)逐漸走向外圈的螺旋形凹槽，螺旋形凹槽的終點(diǎn)位于陶土板底座2邊緣的孔洞處；陶土板39燒結(jié)在陶土板底座2的圓形凹陷中；陶土板39上端與陶土板底座2的上邊沿持平。
[0031]帶側(cè)壓腔環(huán)刀5沿著內(nèi)側(cè)壁中間有一圈凹槽，帶側(cè)壓腔環(huán)刀5兩側(cè)的凹槽位置開(kāi)有通向外部的孔洞，并通過(guò)管接頭31與氣壓室外的側(cè)壓力發(fā)生裝置和側(cè)壓力傳感器連接；帶側(cè)壓腔環(huán)刀5內(nèi)壁固定不透水的彈性試樣膜；帶側(cè)壓腔環(huán)刀5的邊沿持平的上表面是多孔板7，在多孔板7下面的帶側(cè)壓腔環(huán)刀5內(nèi)填滿(mǎn)非飽和土。
[0032]帶側(cè)壓腔環(huán)刀5固定于陶土板底座2的上表面；在帶側(cè)壓腔環(huán)刀5下表面與陶土板39和陶土板底座2的連接處皆用密封圈密封；試樣加載板8置于多孔板7的上面，試樣加載板8的中心處為與加載帽28底端相互匹配的凹陷。
[0033]固結(jié)儀加載構(gòu)件主要由垂直的調(diào)節(jié)螺栓15、加載桿22和加載帽28組成；調(diào)節(jié)螺栓15由緊定螺母16垂直固定于固結(jié)儀加載橫梁18的中心點(diǎn)，安裝有止推軸承21的連接件19連接調(diào)節(jié)螺栓15的下端和和加載桿22的上端；加載桿22穿過(guò)氣壓室上蓋10，在氣壓室中與軸向壓力傳感器24固定連接；為保證整個(gè)加載組件的垂直度，在氣壓室上蓋10上表面安裝了軸承座12、軸承蓋13以及直線(xiàn)軸承14，實(shí)現(xiàn)對(duì)加載桿22垂直運(yùn)動(dòng)方向的約束；加載帽28下端為與試樣加載板8的中心處凹陷相匹配的凸起；上端的圓形帽檐嵌套于調(diào)心件下端的滑槽中，加載帽28可在調(diào)心件26的滑槽中水平位移；調(diào)心件26的上端與傳感器支座25的下端固定連接；軸向壓力傳感器24的下端與傳感器支座25固定連接。
[0034]帶側(cè)壓腔環(huán)刀5通過(guò)圓環(huán)形試樣上蓋27和陶土板側(cè)圍蓋4與陶土板底座2固定連接；將頂端帶有外沿的空腔圓柱形陶土板側(cè)圍蓋4套在陶土板底座2外側(cè)，圓環(huán)形試樣上蓋27從周邊壓住帶側(cè)壓腔環(huán)刀5的上表面；用緊固件固定連接試樣上蓋27、帶側(cè)壓腔環(huán)刀5和陶土板側(cè)圍蓋4頂端的外沿；在帶側(cè)壓腔環(huán)刀5上下端的所有連接處開(kāi)有凹槽，并安裝密封圈。
[0035]多功能非飽和土固結(jié)儀測(cè)試方法如下
[0036]步驟一，試件安裝:將氣壓室底座I放置在加載平臺(tái)35上，然后將密封圈和飽和的陶土板底座2安裝在氣壓室底座I上；將彈性試樣膜固定于帶側(cè)壓腔環(huán)刀5的內(nèi)側(cè)面；通過(guò)管接頭31連接的管路將帶側(cè)壓腔環(huán)刀5的側(cè)壓腔內(nèi)充滿(mǎn)無(wú)氣水；將陶土板側(cè)圍蓋4、帶側(cè)壓腔環(huán)刀5以及試樣上蓋27安裝到陶土板底座2上，并將飽和好的試樣6推入帶側(cè)壓腔環(huán)刀5內(nèi)；使用螺栓壓緊陶土板側(cè)圍蓋4、帶側(cè)壓腔環(huán)刀5以及試樣上蓋27三者之間的O型橡膠圈29實(shí)現(xiàn)側(cè)壓腔的密閉；將多孔板7以及試樣加載板8放置于試樣6上方；安裝有機(jī)玻璃側(cè)壁9以及氣壓室上蓋10，并通過(guò)螺栓壓緊O型橡膠3實(shí)現(xiàn)氣壓室的密閉；將連接件19與調(diào)節(jié)螺栓15的螺紋旋合，然后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓15使加載帽28與試樣加載板8預(yù)接觸。
[0037]步驟二，兩個(gè)管線(xiàn)分別連接氣壓室底座上的沖水孔洞和排水孔洞，用從其中一個(gè)管線(xiàn)沖水另一個(gè)管線(xiàn)排水的方式，對(duì)試樣6和陶土板2進(jìn)行充水排氣。
[0038]步驟三，旋緊緊定螺母16 ;使用自制的電控氣壓控制柜通過(guò)氣壓室上蓋10上預(yù)留的通道向氣壓室內(nèi)施加設(shè)定的氣壓力，使氣體通過(guò)多孔板7均勻的作用于試樣6的上表面，使試樣6進(jìn)氣排水以達(dá)到預(yù)定的飽和度；此過(guò)程中的氣壓力大小由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)并監(jiān)控記錄。
[0039]步驟四，待試樣6達(dá)到預(yù)定飽和度后，向砝碼托盤(pán)37上逐級(jí)加砝碼38對(duì)試樣6施加軸向壓力，并通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄軸向壓力傳感器24與側(cè)壓力傳感器的讀數(shù)，得到其KO值，完成非飽和土 KO固結(jié)試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能非飽和土固結(jié)儀，主要由固結(jié)儀加載平臺(tái)(35)，砝碼托盤(pán)(37)，砝碼(38)，杠桿(36)，平衡錘(33)，加載連接塊(34)，連接桿(32)，氣壓室和固結(jié)儀加載構(gòu)件組成； 加載平臺(tái)(35)為矩形桌體結(jié)構(gòu)，并坐落于另一個(gè)較大的下層桌體臺(tái)面上，下層桌體臺(tái)面固定杠桿支座，杠桿(36)固定在杠桿支座上；杠桿(36) —端固定平衡錘(33)，另一端鉸接砝碼托盤(pán)(37)，加載連接塊(34)為軸對(duì)稱(chēng)構(gòu)件，加載連接塊(34)的中心通過(guò)軸承固定于杠桿(36)上砝碼一側(cè)，距離杠桿支座的距離是杠桿支座與砝碼鉸接端總長(zhǎng)度1:24的位置；加載連接塊(34)垂直于杠桿(36)，兩端伸出加載平臺(tái)(35)的側(cè)面，加載連接塊(34)限定在加載平臺(tái)(35)側(cè)面的滑槽中上下垂直運(yùn)動(dòng)；加載連接塊(34)可軸向自由旋轉(zhuǎn)；兩個(gè)連接桿(32)的下端分別固定于加載連接塊(34)兩側(cè)的端點(diǎn)上，上端與加載橫梁(18)的兩端固定連接，形成可繞加載連接塊(34)軸旋轉(zhuǎn)的框架體；固定平衡錘(33)的位置，使杠桿(36)保持水平平衡狀態(tài)； 氣壓室的中心位于加載連接塊(34)的支點(diǎn)位置，固定于加載平臺(tái)(35)的上表面；氣壓室主要由氣壓室底座(I)、有機(jī)玻璃側(cè)壁(9)和氣壓室上蓋(10)組成；在有機(jī)玻璃側(cè)壁(9)與氣壓室上蓋和下蓋的接觸位置安裝有氣密封橡膠條；為了保證氣壓室的密封性，使用四根蝶形螺桿(11)壓緊氣壓室底座(I)與有機(jī)玻璃側(cè)壁(9)以及氣壓室上蓋(10)與有機(jī)玻璃側(cè)壁(9)之間的氣密封橡膠條，氣壓室上蓋留有氣壓輸入口和固結(jié)儀加載桿(22)的通道；加載桿(22)與氣壓室上蓋的連接處用星型橡膠圈密封；其特征在于: 非飽和土壓力室位于氣壓室中；圓柱形不銹鋼陶土板底座(2)開(kāi)有兩個(gè)通透的孔洞，氣壓室底座⑴與陶土板底座⑵的相對(duì)應(yīng)位置也開(kāi)有通透的孔洞；將陶土板底座⑵孔洞與氣壓室底座(I)上的孔洞相互對(duì)齊，將陶土板底座(2)固定在氣壓室底座(I)上，兩個(gè)連接管分別接通兩處通透的孔洞，從其中管線(xiàn)進(jìn)水，另個(gè)一管線(xiàn)排水；在陶土板底座(2)的下表面圍繞每個(gè)孔洞開(kāi)有安裝密封圈的凹槽，陶土板底座(2)與氣壓室底座(I)連接的最外側(cè)一圈也開(kāi)有安裝密封圈的凹槽；陶土板底座(2)的上端是囊括陶土板底座上兩個(gè)通透孔洞的圓形凹陷，陶土板(39)燒結(jié)在陶土板底座(2)的圓形凹陷中；陶土板(39)上端與陶土板底座(2)的上邊沿持平； 帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)沿著內(nèi)側(cè)壁中間有一圈凹槽，帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)兩側(cè)的凹槽位置開(kāi)有通向外部的孔洞，并通過(guò)管接頭(31)與氣壓室外的側(cè)壓力發(fā)生裝置和側(cè)壓力傳感器連接；帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)內(nèi)壁固定不透水的彈性試樣膜；帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)的邊沿持平的上表面是多孔板(7)，在多孔板(7)下面的帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)內(nèi)填滿(mǎn)非飽和土； 帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)固定于陶土板底座(2)的上表面；在帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)下表面與陶土板(39)和陶土板底座(2)的連接處皆用密封圈密封；試樣加載板⑶置于多孔板(7)的上面，試樣加載板(8)的中心處為與加載帽(28)底端相互匹配的凹陷； 固結(jié)儀加載構(gòu)件主要由垂直的調(diào)節(jié)螺栓(15)、加載桿(22)和加載帽(28)組成；調(diào)節(jié)螺栓(15)由緊定螺母(16)垂直固定于固結(jié)儀加載橫梁(18)的中心點(diǎn)，安裝有止推軸承(21)的連接件(19)連接調(diào)節(jié)螺栓(15)的下端和和加載桿(22)的上端；加載桿(22)穿過(guò)氣壓室上蓋(10)，在氣壓室中與軸向壓力傳感器(24)固定連接；加載帽(28)下端為與試樣加載板(8)的中心處凹陷相匹配的凸起；上端的圓形帽檐嵌套于調(diào)心件下端的滑槽中，加載帽(28)可在調(diào)心件(26)的滑槽中水平位移；調(diào)心件(26)的上端與傳感器支座(25)的下端固定連接；軸向壓力傳感器(24)的下端與傳感器支座(25)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能非飽和土固結(jié)儀，其特征在于底座上的沖水孔洞和排水孔洞分別開(kāi)在圓柱形不銹鋼陶土板底座(2)的中心和邊緣，陶土板底座(2)上端的圓形凹陷底面為開(kāi)有從中心孔洞圓點(diǎn)逐漸走向外圈的螺旋形凹槽，螺旋形凹槽的終點(diǎn)位于陶土板底座(2)邊緣的孔洞處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能非飽和土固結(jié)儀，其特征在于在氣壓室上蓋(10)上表面安裝了軸承座(12)、軸承蓋(13)以及直線(xiàn)軸承(14)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加載桿(22)垂直運(yùn)動(dòng)方向的約束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能非飽和土固結(jié)儀，其特征在于，帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)通過(guò)圓環(huán)形試樣上蓋(27)和陶土板側(cè)圍蓋(4)與陶土板底座(2)固定連接；將頂端帶有外沿的空腔圓柱形陶土板側(cè)圍蓋(4)套在陶土板底座(2)外側(cè)，圓環(huán)形試樣上蓋(27)從周邊壓住帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)的上表面；用緊固件固定連接試樣上蓋(27)、帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)和陶土板側(cè)圍蓋(4)頂端的外沿；在帶側(cè)壓腔環(huán)刀(5)上下端的所有連接處開(kāi)有凹槽，并安裝密封圈。
【文檔編號(hào)】G01N3/14GK204165840SQ201420655972
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】邵龍?zhí)? 高君生, 郭曉霞 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)