专利名称：粗颗粒盐渍土溶陷特性试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于用机械应力测试土体工程特性的技术领域，具体涉及一种测试粗颗粒盐溃土溶陷特性的试验装置。
背景技术：
在铺筑公路之前，需对土路基进行压实处理，然后在土路基上铺筑集料以及混凝土材料，当周围环境温度发生变化，路基材料也会发生一定程度的变化。在北方冬天寒冷季节，温度降低会导致土路基冻结，体积膨胀，春天天气暖和时，温度上升使土路基解冻，路基发生冻融循环变化，路基出现下沉，路面铺筑的混凝土层出现下沉裂缝，影响到行车安全。盐溃土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类，碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。盐溃土主要分布在内陆干旱、半干旱地区，滨海地区也有分布。在盐溃土地区铺筑的公路，当周围环境温度发生变化，不仅存在土体遇低温膨胀变形和遇高温融化下陷的现象，而且在遇到水浸时，粗颗粒盐溃土体内部的盐分由于遇水溶化，原来起骨架支撑作用的盐分随水流失，导致土体出现溶陷现象。盐溃土地区公路病害主要有盐胀、溶陷、翻浆和腐蚀等类型。盐分能降低路面强度、减弱封层作用，导致路面破坏。迄今为止，通过常规试验仪器对细粒盐溃土溶陷特性的研究，人们对细粒盐溃土的性质已有了较为全面地认识，并逐步形成了较为完善的细粒盐溃土溶陷理论，对于常规的粒径小于2_的土样过筛进行溶陷试验，通过对试验数据的分析得出盐溃土的溶陷特性，但是限于研究技术手段的局限，对于粒径大于2mm粗颗粒盐溃土的研究甚少，如何准确测量粗粒盐溃土在外界环境变化影响下的体积变化程度，对于粗粒盐溃土地区的公路安全 至关重要。在筑路试验设备技术领域，当期需迫切解决的一个技术问题是提供一种适应范围广、自动化程度高、操作方便，可以测试由于遇水浸湿导致的粗颗粒盐溃土土体变化程度，并且可以避免粗颗粒土的尺寸效应准确地测量粗颗粒盐溃土在浸水时的溶陷率特性的测试仪器或设备。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述已有技术的不足，提供一种适应范围广、自动化程度高、操作方便、简单实用的粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置。解决上述技术问题所采用的技术方案是:在反力架的底部设置有底部垫块，反力架的横梁上设置通过数据线与计算机相连的位移传感器和压力传感器，底部垫块上表面设置位于卡槽内的筒体、侧壁设置盛水盘，筒体底部加工有环形排水槽和径向排水槽，环形排水槽和径向排水槽内加工有排水孔，径向排水槽的出口处设置有堵水皮塞，筒体底部设置上表面铺设有滤纸的下透水板，滤纸上设置有位于土试样，土试样上表面铺设有滤纸和滤纸上的上透水板，位移传感器的位移杆与上透水板搭接，上透水板上表面设置有上端与压力传感器的推杆搭接的千斤顶。本实用新型的筒体底部的环形排水槽是以筒体底部中心为圆心的5 20圈同心圆环形排水槽，圆环形排水槽内加工有排水孔，一圈圆环形排水槽内的排水孔与相邻一圈圆环形排水槽内的排水孔交错排列。本实用新型的筒体底部的径向排水槽是排列在筒体底部直径方向上等分底部圆周的2 8道径向排水槽，径向排水槽内的排水孔位于径向排水槽与圆环形排水槽的相交处。本实用新型的筒体内径至少为28cm，筒体的内径与高度比为3.99。本实用新型的上透水板和下透水板的径向加工有孔径为Imm的透水孔，相邻两径向的透水孔交错排列。本实用新型的上透水板与下透水板的结构相同。本实用新型采用在筒体底部加工有底部排水网，筒体底部设置下透水板，下透水板上设置透水滤纸，将土试样装入筒体内透水滤纸上，土试样上表面放置滤纸，滤纸上放置上透水板，位移传感器的位移杆与上透水板搭接，上透水板上千斤顶的上端与反力架的横梁上的压力传感器的推杆搭接，转动千斤顶，通过上透水板对土试样加压力，上透水板向下移动，土试样的体积发生变化，位移传感器将接收到土试样的位移信号转换成电信号并转换成数字信号输出到计算机，压力传感器将接收到对土试样的压力信号转换成电信号并转换成数字信号输出到计算机，计算机按照事先设定的程序进行运算得出粗颗粒盐溃土溶陷量。这种结构的粗颗粒盐溃土溶陷试验装置，结构简单、灵敏度高、实用性强，可作为测试粗颗粒盐溃土溶陷特性的试 验仪器。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。图2是图1中筒体2的底部结构示意图。图3是图1中下透水板11的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。实施例1在图1-3中，本实施例的粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置由反力架1、筒体2、位移传感器3、压力传感器4、千斤顶5、滤纸6、上透水板7、计算机8、堵水皮塞9、底部垫块10、下透水板11、盛水盘13、环形排水槽14、径向排水槽15联接构成。在反力架I的底部放置有底部垫块10，反力架I的横梁上用螺纹紧固联接件固定联接安装有位移传感器3和压力传感器4，位移传感器3和压力传感器4通过数据线与计算机8相连。底部垫块10为圆形凸台，底部垫块10的上表面加工有卡槽，卡槽的水平截面为圆形凹槽，卡槽的直径小于底部垫块10，沿底部垫块10的侧壁安装有盛水盘13，盛水盘13呈环形卡在底部垫块10外圈。在卡槽上放置有筒体2，筒体2为有机玻璃筒，筒体2的内径至少为28cm，防止粗颗粒土的颗粒尺寸效应，本实施例的筒体2的内径为28cm，筒体2的内径与高度比为3.99，筒体2的底部均布加工有9圈圆环形排水槽14和4道径向排水槽15。圆环形排水槽14是以筒体2底部中心为圆心的9圈同心圆环形排水槽14,圆环形排水槽14内加工有排水孔，一圈圆环形排水槽14内的排水孔与相邻一圈圆环形排水槽14内的排水孔交错排列，圆环形排水槽14的具体圈数应按照筒体2的内径来具体确定。径向排水槽15排列在筒体2底部直径方向上等分底部圆周的4道径向排水槽15，径向排水槽15内加工有排水孔，径向排水槽15内的排水孔位于径向排水槽15与圆环形排水槽14的相交处。环形排水槽14、径向排水槽15和排水孔构成筒体2的底部排水网，盛放在筒体2内的土试样12渗透出水分可以通过底部的圆环形排水槽14内的排水孔流出汇集入径向排水槽15，从径向排水槽15的流出口处排出。径向排水槽15的流出口处安装有堵水皮塞9，排水时将堵水皮塞9去掉，不排水时塞上堵水皮塞9。筒体2底部放置有下透水板11，下透水板11的径向均布加工有透水孔，透水孔的孔径为1mm，相邻径向的透水孔交错排列。下透水板11的上表面放置有滤纸6，用于过滤水中泥土。试验时，在筒体2内壁和底部涂刷凡士林，增强土体与筒壁的润滑性，防止粘土，将土试样12放置在滤纸6上，土试样12的上表面放置有滤纸6，滤纸6上放置有上透水板7，上透水板7的结构与下透水板11的结构完全相同，位移传感器3的位移杆与上透水板7搭接。上透水板7的上表面中心位置放置千斤顶5，千斤顶5的上端与压力传感器4推杆搭接，转动千斤顶5通过上透水板7对土试样12加压力，上透水板7向下移动，土试样12的体积发生变化，逐级加压至400kPa，土试样12的体积变形稳定后，在上透水板7上加入淡水，土试样12中的水分通过滤纸6过滤后、经下透水板11的透水孔、筒体2底部的底部排水网流出到盛水盘13，测试土试样12的含水率和密度，位移传感器3的位移杆向下移动，压力传感器4将接收到对土试样12的压力信号转换成电信号并转换成数字信号输出到计算机8，位移传感器3将接收到土试样12的位移信号转换成电信号并转换成数字信号输出计算机8，计算机8按照事先设定的程序进行运算得出粗颗粒盐溃土溶陷量。实施例2本实施例中，在筒体2的底部均布加工有5圈环形排水槽14，环形排水槽14是以筒体2底部中心为圆心的5圈同心圆环形排水槽14,圆环形排水槽14内加工有排水孔,一圈圆环形排水槽14内的排水孔与相邻一圈圆环形排水槽14内的排水孔交错排列。筒体2底部的直径方向上加工有等分底部圆周的2道径向排水槽15，径向排水槽15内加工有排水孔，径向排水槽15内的排水孔位于径向排水槽15与圆环形排水槽14的相交处。环形排水槽14、径向排水槽15和排水孔构成筒体2的底部排水网，这种结构的排水网，适用于内径稍小的筒体2。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。实施例3本实施例中，在筒体2的底部均布加工有20圈环形排水槽14，环形排水槽14是以筒体2底部中心为圆心的20圈同心圆环形排水槽14，圆环形排水槽14内加工有排水孔，一圈圆环形排水槽14内的排水孔与相邻一圈圆环形排水槽14内的排水孔交错排列。筒体2底部的直径方向上加工有等分底部圆周的8道径向排水槽15，径向排水槽15内加工有排水孔，径向排水槽15内的排水孔位于径向排水槽15与圆环形排水槽14的相交处。环形排水槽14、径向排水 槽15和排水孔构成筒体2的底部排水网，这种结构的排水网，适用于内径大的筒体2。[0026]其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。实施例4在以上的实施例1 3中，底部垫块10的上表面加工有卡槽，卡槽呈环状，卡槽的直径小于底部垫块10，沿底部垫块10的侧壁安装有盛水盘13，盛水盘13呈环形卡在底部垫块10外圈。在卡槽上放置有筒体2，筒体2为有机玻璃筒，筒体2的内径为40cm。其它零部 件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
权利要求1.一种粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置，其特征在于:在反力架(I)的底部设置有底部垫块(10)，反力架(I)的横梁上设置通过数据线与计算机(8)相连的位移传感器(3)和压力传感器(4)，底部垫块(10)上表面设置位于卡槽内的筒体(2)、侧壁设置盛水盘(13)，筒体(2)底部加工有环形排水槽(14)和径向排水槽(15)，环形排水槽(14)和径向排水槽(15)内加工有排水孔，径向排水槽(15)的出口处设置有堵水皮塞(9)，筒体(2)底部设置上表面铺设有滤纸(6)的下透水板(11)，滤纸(6)上设置有位于土试样(12)，土试样(12)上表面铺设有滤纸(6)和滤纸(6)上的上透水板(7)，位移传感器(3)的位移杆与上透水板(7)搭接，上透水板(7 )上表面设置有上端与压力传感器(4 )的推杆搭接的千斤顶(5 )。
2.根据权利要求1所述的粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置，其特征在于:所述的筒体(2)底部的环形排水槽(14)是以筒体(2)底部中心为圆心的5 20圈同心圆环形排水槽(14)，圆环形排水槽(14)内加工有排水孔，一圈圆环形排水槽(14)内的排水孔与相邻一圈圆环形排水槽(14)内的排水孔交错排列。
3.根据权利要求1所述的粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置，其特征在于:所述的筒体(2)底部的径向排水槽(15)是排列在筒体(2)底部直径方向上等分底部圆周的2 8道径向排水槽(15)，径向排水槽(15)内的排水孔位于径向排水槽(15)与圆环形排水槽(14)的相交处。
4.根据权利要求1或2或3所述的粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置，其特征在于:所述的筒体(2)内径至少为28cm，筒体(2)的内径与高度比为3.99。
5.根据权利要求 1所述的粗颗粒盐溃土溶陷特性试验装置，其特征在于:所述的上透水板(7)和下透水板(11)的径向加工有孔径为Imm的透水孔，相邻两径向的透水孔交错排列；所述的上透水板(7)与下透水板(11)的结构相同。
专利摘要一种粗颗粒盐渍土溶陷特性试验装置，在反力架的底部设置有底部垫块，底部垫块上设置有筒体、盛水盘，反力架的横梁上设置位移传感器和压力传感器，筒体底部加工有环形排水槽和径向排水槽，环形排水槽和径向排水槽内加工有排水孔，径向排水槽的出口处设置有堵水皮塞，筒体底部设置有下透水板，下透水板上铺设有滤纸，滤纸上设置有土试样，土试样上表面铺设有滤纸和滤纸上的上透水板，位移传感器的位移杆与上透水板搭接，上透水板上表面中心位置设置有上端与压力传感器搭接千斤顶。本实用新型具有结构简单、灵敏度高、实用性强，可作为测试粗颗粒盐渍土溶陷特性的试验仪器。
文档编号G01N33/24GK203148930SQ201320176288
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者张莎莎, 杨晓华, 戴志仁 申请人:长安大学