一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，包括共振柱、压力罩、内压力室和体变计，共振柱顶部设有压力罩；内压力室设置于共振柱内部；在内压力室的室内腔从下至上依次设有土样非饱和底座、土样和土样上帽，土样非饱和底座顶部设有高进气值陶土板，土样底部连通设有若干个尼龙导水管B，在土样非饱和底座内部中空结构中安装有与土样底部相接触的弯曲元系统；在土样上帽内部中空结构中也安装有弯曲元系统，土样顶部连通设有若干个尼龙导水管C，在土样上帽上方匹配设有压板驱动系统；体变计通过尼龙导水管A与内压力室的室内腔相连通。本实用新型能够满足标定弯曲元测试系统以及准确控制土样基质吸力和测量土样体变的需要。
【专利说明】
一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种土工试验装置，尤其涉及一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置。
【背景技术】
[0002]随着弯曲元测试系统在国内外的应用，弯曲元测试剪切波速已然成为土体最大剪切模量测试的最便捷方式，由于受到加工工艺等影响，弯曲元系统测试性能的可靠性需要标定。目前，针对干土和饱和土的弯曲元共振柱对比试验已有开展，但是针对非饱和土体的对比试验尚未开展，主要困难在于无法将弯曲元安装在非饱和底座上，因此无法准确控制非饱和土中的基质吸力，另外一个困难在于现有共振柱不能量测非饱和土的体变。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，能够满足标定弯曲元测试系统以及准确控制试验土样基质吸力和测量土样体变的需要。
[0004]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:
[0005]—种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，包括共振柱、压力罩、内压力室和体变计，所述共振柱底部设有共振柱底座，共振柱顶部设有压力罩;所述内压力室设置于共振柱内部;在内压力室的室内腔从下至上依次设有土样非饱和底座、土样和土样上帽，所述土样非饱和底座顶部设有高进气值陶土板，所述土样底部连通设有若干个尼龙导水管B，所述尼龙导水管B的一端管口与土样底部连通，尼龙导水管B的另一端管口依次贯穿高进气值陶土板、土样非饱和底座、共振柱底座并置于共振柱外部，所述土样非饱和底座具有内部中空结构，在土样非饱和底座内部中空结构中安装有与土样底部相接触的弯曲元系统;所述土样上帽具有内部中空结构，在土样上帽内部中空结构中也安装有弯曲元系统，两个弯曲元系统通过信号线A与位于共振柱外部的控制部件连接，所述土样顶部连通设有若干个尼龙导水管C，该尼龙导水管C的一端管口与土样顶部连通，尼龙导水管C的另一端管口穿过土样上帽并置于共振柱外部，在土样上帽上方匹配设有压板驱动系统;所述体变计底部设有连通其内腔的导水管A，体变计通过尼龙导水管A与内压力室的室内腔相连通，体变计内部填充有除气水，所述内压力室的室内腔中填充有包围土样的除气水。
[0006]为了更好地实现本实用新型，本弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置还包括尼龙加气管，所述尼龙加气管贯穿压力罩与内压力室的室内腔相连通。
[0007]为了便于压板驱动系统更好地安装与固定，所述共振柱内部设有支撑台，所述压板驱动系统通过压固螺栓与支撑台顶部连接固定，可以发挥压板驱动系统相应的功能。
[0008]进一步的技术方案是:所述压板驱动系统顶部设有LVDT轴变传感器，LVDT轴变传感器通过信号线B(24)与外部控制器和显示器连接。
[0009]作为优选，所述体变计顶部设有连通其内腔的尼龙连通管，体变计通过尼龙连通管与共振柱内部相连通。
[0010]作为优选，所述土样顶部位于尼龙导水管C管口位置处匹配设有圆环型透水石，圆环型透水石可以防止土样顶部的土颗粒进入尼龙导水管C内而堵塞尼龙导水管C的管路;土样底部位于尼龙导水管B管口位置处匹配设有圆环型透水石，圆环型透水石可以防止土样底部的土颗粒进入尼龙导水管B内而堵塞尼龙导水管B的管路。
[0011]作为优选，所述土样的外部紧密包裹设有乳胶膜，乳胶膜上端与土样上帽连接固定，乳胶膜下端与土样非饱和底座连接固定。
[0012]本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0013]本实用新型通过这种改进的共振柱仪器，可以实现非饱和土体的基质吸力控制和体变测量，不仅可以完成干土和饱和土的弯曲元共振柱的对比试验，也可以完成准确控制基质吸力的非饱和土弯曲元共振柱的对比试验，更好的校核弯曲元系统测试的准确性，同时拓展共振柱系统应用于非饱和土试验测试领域。本实用新型结构新颖、原理明确、操作方便。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的剖面结构图；
[0015]图2为本实用新型的土样非饱和底座平面图。
[0016]其中，附图中的附图标记所对应的名称为:
[0017]I 一共振柱底座，2 —压力罩，3— 土样非饱和底座，4一土样上帽，5 —高进气值陶土板，6—密固螺栓，7 —信号线A，8—尼龙导水管A，9一内压力室，10—支撑台，11 一弯曲元系统，12 — 土样，13—乳胶膜，14一压板驱动系统，15 — LVDT轴变传感器，16 —体变计，17—除气水，18—圆环型透水石，19 一尼龙连通管，20 —尼龙加气管，21—压固螺栓，22—尼龙导水管B ,23—尼龙导水管C ,24 —信号线B。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明:
[0019]实施例
[0020]如图1?图2所示，一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，包括共振柱底座1、压力罩2、土样非饱和底座3、土样上帽4、高进气值陶土板5、密固螺栓6、信号线A7、信号线B24、尼龙导水管A8、尼龙导水管B22、尼龙导水管C23、内压力室9、支撑台10、弯曲元系统11、土样12、乳胶膜13、压板驱动系统14、LVDT轴变传感器15、体变计16、蒸馏水17，圆环透水石18、尼龙连通管19、尼龙加气管20和压固螺栓21。共振柱底部设有共振柱底座1，共振柱顶部设有压力罩2，压力罩2压在共振柱底座I和共振柱的上面。内压力室9设置于共振柱内部，内压力室9下部紧贴土样非饱和底座3。在内压力室9的室内腔从下至上依次设有土样非饱和底座3、土样12和土样上帽4，本实施例的土样非饱和底座3固定在共振柱底座I中心。土样非饱和底座3顶部设有高进气值陶土板5，本实施例优选的高进气值陶土板5的表面形状为圆环形，便于安装弯曲元系统11，其目的是可以控制基质吸力。土样12底部连通设有若干个尼龙导水管B22，尼龙导水管B22的一端管口与土样12底部连通，尼龙导水管B22的另一端管口依次贯穿高进气值陶土板5、土样非饱和底座3、共振柱底座I并置于共振柱外部，尼龙导水管B22经由高进气值陶土板5连通到土样12里面。土样非饱和底座3具有内部中空结构，在土样非饱和底座3内部中空结构中安装有与土样12底部相接触的弯曲元系统11。土样上帽4安装在土样12上面，通过尼龙导水管C23与共振柱外部相通，本实施例的土样上帽4优选采用有机玻璃材料制造。土样上帽4具有内部中空结构，在土样上帽4内部中空结构中也安装有弯曲元系统11，两个弯曲元系统11 (土样非饱和底座3内部中空结构的弯曲元系统11与土样上帽4内部中空结构的弯曲元系统11)通过信号线A7与位于共振柱外部的控制部件连接，本实施例的弯曲元系统11位于土样非饱和底座3和土样上帽4中心，通过密固螺栓6固定和密封，经由信号线A7连到共振柱外部。土样12顶部连通设有若干个尼龙导水管C23，该尼龙导水管C23的一端管口与土样12顶部连通，尼龙导水管C23的另一端管口穿过土样上帽4并置于共振柱外部，在土样上帽4上方匹配设有压板驱动系统14;体变计16底部设有连通其内腔的导水管AS，本实施例的体变计14优选采用石英玻璃管体，变计16通过尼龙导水管AS与内压力室9室内腔相连通，体变计16内部填充有除气水17，内压力室9室内腔中填充有包围土样12的除气水17。
[0021]如图1所示，本实用新型还包括尼龙加气管20，尼龙加气管20贯穿压力罩2与内压力室9的室内腔相连通。本实施例的除气水17淹没土样12，除气水17贯通流通于内压力室9和体变计16中，根据体变计16的除气水17液面变化，反算试验中土样12的体变，以达到精确量测土样12体变的需求，尼龙加气管20位于压力罩2顶部，给土样12加压后，待土样12稳定后，量测土样12体变，进行非饱和土的弯曲元共振柱对比试验。
[0022]如图1所示，共振柱内部设有支撑台10，压板驱动系统14通过压固螺栓21与支撑台10顶部连接固定。本实施例的压板驱动系统14压在土样上帽4上面，通过压固螺栓21固定在支撑台10上。
[0023]压板驱动系统14顶部设有LVDT轴变传感器15，如图1所示，本实施例的LVDT轴变传感器15位于压板系统14上面，LVDT轴变传感器15通过信号线B24与外部控制器和显示器连接。
[0024]如图1所示，体变计16顶部设有连通其内腔的尼龙连通管19，体变计16通过尼龙连通管19与共振柱内部相连通。
[0025]土样12顶部位于尼龙导水管C23管口位置处匹配设有圆环型透水石18，圆环型透水石18可以防止土样12顶部的土颗粒进入尼龙导水管C23内而堵塞尼龙导水管C23的管路，甚至造成试验失败。土样12底部位于尼龙导水管B22管口位置处匹配设有圆环型透水石18，圆环型透水石18可以防止土样12底部的土颗粒进入尼龙导水管B22内而堵塞尼龙导水管B22的管路，甚至造成试验失败。
[0026]如图1所示，土样12的外部紧密包裹设有乳胶膜13，乳胶膜13上端与土样上帽4连接固定，乳胶膜13下端与土样非饱和底座3连接固定，本实施例的乳胶膜13紧贴土样12固定在土样非饱和底座3和土样上帽4上。
[0027]上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:包括共振柱、压力罩(2)、内压力室(9)和体变计(16)，所述共振柱底部设有共振柱底座(I)，共振柱顶部设有压力罩(2);所述内压力室(9)设置于共振柱内部;在内压力室(9)的室内腔从下至上依次设有土样非饱和底座(3)、土样(12)和土样上帽(4)，所述土样非饱和底座(3)顶部设有高进气值陶土板(5)，所述土样(12)底部连通设有若干个尼龙导水管B(22)，所述尼龙导水管B(22)的一端管口与土样(12)底部连通，尼龙导水管B(22)的另一端管口依次贯穿高进气值陶土板(5)、土样非饱和底座(3)、共振柱底座(I)并置于共振柱外部，所述土样非饱和底座(3)具有内部中空结构，在土样非饱和底座(3)内部中空结构中安装有与土样(12)底部相接触的弯曲元系统(11);所述土样上帽(4)具有内部中空结构，在土样上帽(4)内部中空结构中也安装有弯曲元系统(11)，所述土样(12)顶部连通设有若干个尼龙导水管C(23)，该尼龙导水管C(23)的一端管口与土样(12)顶部连通，尼龙导水管C(23)的另一端管口穿过土样上帽(4)并置于共振柱外部，在土样上帽(4)上方匹配设有压板驱动系统(14);所述体变计(16)底部设有连通其内腔的导水管A(8)，体变计(16)通过尼龙导水管A(8)与内压力室(9)室内腔相连通，体变计(16)内部填充有除气水(17)，所述内压力室(9)室内腔中填充有包围土样(12)的除气水(17)。2.按照权利要求1所述的一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:还包括尼龙加气管(20)，所述尼龙加气管(20)贯穿压力罩(2)与内压力室(9)的室内腔相连通。3.按照权利要求1所述的一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:所述共振柱内部设有支撑台(10)，所述压板驱动系统(14)通过压固螺栓(21)与支撑台(10)顶部连接固定。4.按照权利要求1或3所述的一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:所述压板驱动系统(14)顶部设有LVDT轴变传感器(15)。5.按照权利要求1所述的一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:所述体变计(16)顶部设有连通其内腔的尼龙连通管(19)，体变计(16)通过尼龙连通管(19)与共振柱内部相连通。6.按照权利要求1所述的一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:所述土样(12)顶部位于尼龙导水管C(23)管口位置处匹配设有圆环型透水石(18)，土样(12)底部位于尼龙导水管B( 22)管口位置处匹配设有圆环型透水石(18)。7.按照权利要求1或6所述的一种弯曲元共振柱联合测试非饱和土装置，其特征在于:所述土样(12)的外部紧密包裹设有乳胶膜(13)，乳胶膜(13)上端与土样上帽(4)连接固定，乳胶膜(13)下端与土样非饱和底座(3)连接固定。
【文档编号】G01N3/00GK205483774SQ201620241363
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月26日
【发明人】王勇, 程朋, 孔令伟, 王艳丽, 李雄威, 汪明沅, 蔡可键
【申请人】中国科学院武汉岩土力学研究所