一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种非饱和土固结试验仪。
【背景技术】
[0002]地基土的压缩变形、路堤的沉降变形及其稳定性事关建筑物和构筑物的安全和使用寿命，而地基、路堤的变形及稳定归根结底都是由于土骨架的压缩及孔隙比的变化而产生，均与时间有关，是一固结变形过程。然而工程中的土往往由于降雨入渗、蒸发和植物蒸腾等大气环境作用，通常处于非饱和状态，即属于非饱和土。为确保建筑物和构筑物的安全，需要测定非饱和土的固结变形特征(即地基和路堤竖向变形随时间变化、气压、水分含量的关系)。
[0003]目前测定非饱和土的固结变形特征的仪器是非饱和土固结仪，其结构和工作原理是:土样放置于台架台面上的试样盒中，双层压力罩将试样盒罩住，通过外部空气压缩机向压力罩内鼓入空气使罩内保持设定的气压值；压力罩外部的加载系统的竖向加载杆密封穿过压力罩顶部向试样盒上盖加载，实现对土样的竖向压力加载；在加载过程中，土样中的水通过试样盒底部的陶土板向下排出、集中在量筒中。测出量筒中的水，并由竖向加载杆的百分表测出土样的竖向变形。从而测出不同气压力、竖向载荷条件下的非饱和土的固结变形特征。其存在的问题是:需要一个密封的气压罩，竖向加载杆等部件又需要穿入气压罩导致其结构复杂，密封加工工艺要求高，成本高，可靠性低；试验中土样只有竖向加载的数值，无法得知土样在固结过程中的侧向压力，因此也就无法得到侧压力系数。而工程中的实际土体的固结过程，均是在竖向压力和侧向压力共同作用的环境中完成。从而，以现有技术测出的缺少侧向压力条件的土样固结变形特征为依据，进行实际工程设计施工，其可靠性和有效性有待提尚。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的发明目的是提供一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪，该试验仪无需压力罩，能够在向土样加载竖向载荷，测量其固结变形特征的同时，获得该土样所处的侧向压力条件。
[0005]本实用新型实现其发明目的所采取的技术方案为:一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪，包括台架、台架台面上的试样盒、对试样盒施加竖向载荷的加载系统、试样盒底部的陶土板及其下方的量筒，其结构特点是:
[0006]所述的试样盒的上盖和试验盒的盒体之间密封连接，上盖设有多个气嘴，每个气嘴均通过气管和空气压缩机相连；
[0007]试样盒的环状侧壁为中空结构形成中空内腔，中空内腔的上部开有进油孔和与压力传感器的感应端螺纹连接的出油孔，中空内腔的内侧壁上开有多个均匀分布的感压孔，在环状侧壁上贴有盖住感压孔的柔性薄膜。
[0008]本实用新型的工作原理是:
[0009]通过试样盒的环状侧壁的中空内腔上部的进油孔，向中空内腔中注满油状液体并用封头封住，用压力传感器的感应端螺纹连接中空内腔的出油孔。土样放置于台架台面上的试样盒中，用试样盒的上盖盖住试样盒并密封连接；空气压缩机通过和所述试样盒的上盖上的气嘴相连的气管，向试样盒内鼓入空气，使盒内保持设定的气压值；加载系统的竖向加载杆对准试样盒上盖的活塞加载，实现对土样的竖向压力加载；在加载过程中，土样对试样盒内侧壁上产生侧向压力，侧向压力使盖住感压孔的柔性薄膜向中空内腔腔内凸起，将侧向压力转化为中空内腔内油状液体的液压。同时，侧壁的压力使土样中的水通过试样盒底部的陶土板向下排出、集中在量筒中。测出量筒中的水，并由竖向加载杆的百分表测出土样的竖向变形，通过出油孔上的压力传感器测得土样的侧向压力条件。从而测出不同气压力、竖向载荷条件下，具有侧向压力条件的土样固结变形特征。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:1、不需要密封的气压罩，结构得到简化，成本大大降低，可靠性提高；2、通过对试样盒的环状侧壁改进，可测的在对土样竖向加载过程中土样的侧向压力条件，从而可以获得具有侧向压力条件的土样固结变形特征，对实际工程设计施工更具指导意义。
[0011]进一步，本实用新型所述的气嘴均通过气管和空气压缩机相连的具体结构是:气嘴通过气管与空气压缩机的气管上的气嘴相连。这样，连接方式简单灵活，成本低。
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步描述。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例的正视结构示意图。
[0014]图2为图1中A部分的局部放大图。
[0015]图3为本实用新型实施例的侧视结构示意图。
【具体实施方式】
:
[0016]实施例
[0017]图1-3示出，一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪，包括台架1、台架台面上的试样盒2、对试样盒2施加竖向载荷的加载系统、试样盒2底部的陶土板10及其下方的量筒，其结构特点是:
[0018]所述的试样盒2的上盖3和试验盒2的盒体之间密封连接，上盖3设有多个气嘴4，每个气嘴4均通过气管11和空气压缩机12相连；
[0019]试样盒2的环状侧壁为中空结构形成中空内腔5，中空内腔5的上部开有进油孔6和与压力传感器9的感应端螺纹连接的出油孔7，中空内腔5的内侧壁上开有多个均匀分布的感压孔8，在环状侧壁上贴有盖住感压孔8的柔性薄膜。
[0020]本例的气嘴4均通过气管11和空气压缩机12相连的具体结构是:气嘴4通过气管11与空气压缩机12的气管上的气嘴相连。
【主权项】
1.一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪，包括台架(I)、台架台面上的试样盒(2)、对试样盒(2)施加竖向载荷的加载系统、试样盒(2)底部的陶土板(10)及其下方的量筒，其特征在于: 所述的试样盒(2)的上盖(3)和试验盒(2)的盒体之间密封连接，上盖(3)设有多个气嘴(4)，每个气嘴(4)均通过气管(11)和空气压缩机(12)相连； 试样盒(2)的环状侧壁为中空结构形成中空内腔(5)，中空内腔(5)的上部开有进油孔(6)和与压力传感器(9)的感应端螺纹连接的出油孔(7)，中空内腔(5)的内侧壁上开有多个均匀分布的感压孔(8)，在环状侧壁上贴有盖住感压孔(8)的柔性薄膜。
2.如权利要求1所述的一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪，其特征在于:所述的气嘴(4)均通过气管(11)和空气压缩机(12)相连的具体结构是:气嘴(4)通过气管(11)与空气压缩机(12)的气管上的气嘴相连。
【专利摘要】一种可测量侧向压力的非饱和土固结试验仪，包括台架、台架台面上的试样盒、对试样盒施加竖向载荷的加载系统、试样盒底部的陶土板及其下方的量筒，其结构特点是：所述的试样盒的上盖和试验盒的盒体之间密封连接，上盖设有多个气嘴，每个气嘴均通过气管和空气压缩机相连；试样盒的环状侧壁为中空结构形成中空内腔，中空内腔的上部开有进油孔和与压力传感器的感应端螺纹连接的出油孔，中空内腔的内侧壁上开有多个均匀分布的感压孔，在环状侧壁上贴有盖住感压孔的柔性薄膜。该试验仪无需压力罩，能够在向土样加载竖向载荷，测量其固结变形特征的同时，获得该土样所处的侧向压力条件。
【IPC分类】G01N3-08, G01N3-12
【公开号】CN204422335
【申请号】CN201520004494
【发明人】冯君, 巫锡勇, 马悦, 朱宝龙, 徐静, 李晓宁, 任勇, 廖昕, 凌斯祥, 赵思远
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月5日