一種高壓固結(jié)儀用超高壓固結(jié)容器的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓固結(jié)儀用超高壓固結(jié)容器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]修建在地基上的水工建筑物和土木建筑物，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)發(fā)生破壞，有部分原因是:過大的地基沉降產(chǎn)生。不同土體由于本身性狀(如土體級(jí)配、礦物成分、土體結(jié)構(gòu))，土體所在的環(huán)境因素(如應(yīng)力歷史，溫度等)有著不同的壓縮性質(zhì)，獲得土體的壓縮性質(zhì)顯得尤為重要。通常采用室內(nèi)固結(jié)(壓縮)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)，來測(cè)定土體的壓縮特性指標(biāo)。土的壓縮特性指標(biāo)主要包括:壓縮系數(shù)av、體積壓縮系數(shù)mv、壓縮模量Es、壓縮指數(shù)C。、固結(jié)系數(shù)Cv、次壓縮系數(shù)Ca、前期固結(jié)壓力P。。
[0003]室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)主要用的儀器為:固結(jié)儀?，F(xiàn)有固結(jié)儀，依據(jù)可提供最大壓強(qiáng)值可分為:高壓固結(jié)儀和低壓固結(jié)儀，高壓固結(jié)儀可提供壓力范圍值在:12.5kPa — 4000kPa，低壓固結(jié)儀可提供壓力范圍在:12.5kPa — 800kPa。依據(jù)每臺(tái)儀器所聯(lián)立的固結(jié)容器的個(gè)數(shù)分為:三聯(lián)固結(jié)儀、雙聯(lián)固結(jié)儀、單杠桿固結(jié)儀。
[0004]請(qǐng)參閱圖1所示，現(xiàn)有YS-1型高壓固結(jié)儀主要包括測(cè)量設(shè)備1、調(diào)節(jié)螺釘2、固結(jié)容器3和加壓設(shè)備4。固結(jié)儀主要分為三個(gè)部分:固結(jié)容器、變形測(cè)量設(shè)備、加壓設(shè)備三個(gè)部分組成。
[0005]現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備:主要為最小分度值為0.01mm，量程為1mm的百分表，或者為全量程的0.2%的位移傳感器。
[0006]加壓設(shè)備主要有:杠桿式、鎊秤式、液壓式、氣壓式4類。YS-1高壓固結(jié)儀所用的加壓設(shè)備為杠桿式加壓設(shè)備。杠桿比為比10，I比12兩檔，可提供最大壓力為:4000kPa。
[0007]請(qǐng)參閱圖2所示，固結(jié)容器3包括護(hù)環(huán)6、環(huán)刀8、透水板9和加壓上蓋5 ;試樣7設(shè)置于兩個(gè)透水板9之間，護(hù)環(huán)6中設(shè)置有水槽10。YS-1高壓固結(jié)儀壓縮容器為銅質(zhì)圓形容器，試樣用不銹鋼環(huán)刀切取，裝于容器內(nèi)的護(hù)環(huán)，試樣上下各放80#氧化鋁透水石一塊及濾紙一張，上面透水石放置傳壓板。試樣面積為:30cm2和50cm 2兩種，試樣高度為:2cm。
[0008]為了保證試樣無側(cè)向變形，需要用環(huán)刀切割土體，以保證土體能與環(huán)刀內(nèi)部緊密結(jié)合，同時(shí)環(huán)刀外部用厚壁銅環(huán)箍住。但是硬質(zhì)原狀土或軟巖類不能被環(huán)刀切割的土、巖樣，便無法進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)，無法獲得該類土、巖的壓縮特性指標(biāo)。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種超高壓固結(jié)容器，以解決現(xiàn)有固結(jié)容器的環(huán)刀不能切割硬質(zhì)原狀土、軟巖類的不足；本實(shí)用新型超高壓固結(jié)容器不僅能解決硬質(zhì)原狀土、軟巖難以切割的問題，減小了試樣的受壓面積使得固結(jié)儀可提供給試樣最大壓力為:16000kPa，以此保證了硬質(zhì)原狀土、軟巖可測(cè)范圍的e-lgP曲線可以出現(xiàn)曲率最大點(diǎn)，得到其前期固結(jié)壓力Pc值。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種高壓固結(jié)儀用超高壓固結(jié)容器，包括加壓上蓋、護(hù)環(huán)和兩個(gè)透水墊板；護(hù)環(huán)為圓筒形，護(hù)環(huán)的高度為:55mm，外徑為90mm，內(nèi)徑為:30.025mm ;待測(cè)試樣和兩個(gè)透水墊板設(shè)置于護(hù)環(huán)的內(nèi)孔中，且兩個(gè)透水墊板中一個(gè)位于待測(cè)試樣上方，一個(gè)位于待測(cè)試樣下方；透水墊板為圓餅狀，厚度為5mm，直徑為30mm ;透水墊板的一側(cè)面上設(shè)有同心的五個(gè)圓環(huán)槽；每個(gè)圓環(huán)槽寬1mm，相鄰圓環(huán)槽間隔1.5mm ;五個(gè)圓環(huán)槽中均設(shè)有若干貫穿透水墊板的透水小孔；透水小孔的直徑為Imm ;位于待測(cè)試樣上方的透水墊板設(shè)置圓環(huán)槽的一面朝上，位于待測(cè)試樣下方的透水墊板設(shè)置圓環(huán)槽的一面朝下；位于待測(cè)試樣上方的透水墊板上設(shè)有加壓上蓋；加壓上蓋包括下部的圓柱體和位于圓柱體頂端的圓臺(tái)體；圓臺(tái)體高為:7mm，圓柱體高為:15mm ;圓臺(tái)體頂部設(shè)有球形凹槽，該球形凹槽的深度為:4mm，球形面的半徑為:12mm。
[0012]優(yōu)選的，加壓上蓋底部與位于待測(cè)試樣上方的透水墊板頂面直接接觸；加壓上蓋周設(shè)置均勻設(shè)置四個(gè)豎向引流溝槽與位于加壓上蓋底部設(shè)置的十字形橫向引流溝槽相連，豎向引流溝槽和橫向引流溝槽的寬度、深度均為Imm ;加壓上蓋的底部設(shè)有與透水墊板上的水流溝槽相配合的環(huán)形引流溝槽。
[0013]優(yōu)選的，五個(gè)圓環(huán)槽由內(nèi)至外依次設(shè)有4、8、12、16、20個(gè)透水小孔。
[0014]優(yōu)選的，待測(cè)試樣直徑為30mm，高度為40mm。
[0015]優(yōu)選的，待測(cè)試樣與護(hù)環(huán)內(nèi)孔之間為滑動(dòng)耦合。
[0016]優(yōu)選的，待測(cè)試樣外徑與護(hù)環(huán)內(nèi)徑為H7/f7公差配合。
[0017]優(yōu)選的，透水墊板與待測(cè)試樣之間設(shè)有一層濾紙。
[0018]優(yōu)選的，加壓上蓋、護(hù)環(huán)和兩個(gè)透水墊板均由40#鋼制成。
[0019]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0020]本實(shí)用新型僅為更換YS-1型固結(jié)儀原有的固結(jié)容器，并配備相適應(yīng)的壓頭、墊板，則試驗(yàn)方法與試驗(yàn)原理都與原試驗(yàn)相同，方便了實(shí)驗(yàn)人員，節(jié)約了對(duì)新試驗(yàn)儀器操作規(guī)范、操作原理的學(xué)習(xí)；本實(shí)用新型可對(duì)小直徑(30mm)試樣進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，相比原有儀器對(duì)大直徑(61.8_)試樣進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，由于加荷設(shè)備沿用原有的設(shè)備，所以能提高儀器對(duì)試樣的加壓上限約4倍，如此就能保證硬質(zhì)原狀土、軟巖可測(cè)范圍的e-lgP曲線出現(xiàn)曲率最大點(diǎn)；本實(shí)用新型試樣需要預(yù)先用搖臂鉆床小鉆頭鉆取、車床精加工制樣，很好地解決了環(huán)刀無法切割硬質(zhì)土巖樣的問題；該改裝設(shè)備設(shè)計(jì)了透水墊板，來代替原有的80#氧化鋁透水石，確保了在高壓下不被破壞，并且均勻密布了透水小孔，小孔的直徑為:Φ Imm,在與試樣接觸的墊板面上覆蓋濾紙，這樣既能迅速排出試樣內(nèi)的孔隙水，也保證試樣在高壓不被擠入透水小孔內(nèi)；該實(shí)用新型設(shè)計(jì)了環(huán)向、豎向、橫向引流溝槽，從墊板至壓頭，溝槽構(gòu)成一體式，直接可將孔隙水引流至護(hù)環(huán)上方，及時(shí)消散孔隙水壓，保證加載設(shè)備所加壓力與土體有效應(yīng)力相等，消除孔隙水壓力的影響；制作該固結(jié)容器費(fèi)用較低，且不破壞原試驗(yàn)儀器的零件，這樣就使得改裝后YS-1型固結(jié)儀既能對(duì)常規(guī)土巖進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，也能對(duì)硬質(zhì)原狀土巖進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，極大的提高了該儀器的用途，同時(shí)價(jià)格經(jīng)濟(jì)。
【【附圖說明】】
[0021]圖1是YS-1型高壓固結(jié)儀的構(gòu)造圖。
[0022]圖2是YS-1型高壓固結(jié)儀的固結(jié)容器構(gòu)造圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型超高壓固結(jié)容器的示意圖。
[0024]圖4a至圖4c分別是透水墊板頂面的正視圖、底面正視圖和半剖圖。
[0025]圖5a至圖5c分別是加壓上蓋的半剖圖、底面正視圖和頂面正視圖。
[0026]圖6a和圖6b是護(hù)環(huán)的正視圖和半剖圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0027]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一個(gè)小直徑的圓形固結(jié)容器，并配備相適應(yīng)的壓頭、墊板；對(duì)硬質(zhì)原狀土、軟巖類預(yù)先用搖臂鉆床小鉆頭鉆取，再用加工車床對(duì)試樣細(xì)致加工，保證圓柱試樣表面的光滑，使得試樣的直徑與固結(jié)容器的內(nèi)徑為滑動(dòng)耦合；切取磨制試樣至固結(jié)容器允許的高度；將試樣放入固結(jié)容器，開始加荷并記錄變形數(shù)據(jù)，從而有效的解決了硬質(zhì)原狀土、軟巖類的不能進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)的問題。
[0028]請(qǐng)參閱圖3至圖6b所示，本實(shí)用新型一種高壓固結(jié)儀用超高壓固結(jié)容器，包括加壓上蓋11、護(hù)環(huán)12和兩個(gè)透水墊板13。
[0029]請(qǐng)參閱圖4a至圖4c所示，透水