一种独立面式加载装置的固结仪的制作方法

本实用新型涉及固结仪器械领域，特别涉及一种独立面式加载装置的固结仪。

背景技术：

在建筑上部荷载的作用下，土体会发生变形，并且孔隙水外排不是一个瞬间的过程，排水即是孔隙空间压缩，宏观体现就是土体变形沉降。以上排水沉降过程即是固结，由此可知，固结试验对土样的沉降性测试具有重要的意义。在工程实际中，检测土体的压缩变形、排水过程是对工程的建设及后期的使用都有重要的影响。

对于土的固结沉降性进行研究，在实验中的一般使用的是固结仪，固结仪就是用于测定在不同载荷和有侧限的条件下土的压缩性能，可以进行正常慢固结试验和快速固结试验，测定前期固结压力和固结系数。一般环刀取样，土样较小，能够做到快速测量土的压缩变形性能。

对于检测土体压缩性的试验仪器，经过调查可知，目前国内用于土工试验的固结仪主要有两种，分别可归类于“杠杆式固结仪”和“全自动气压固结仪”。杠杆式固结仪常见于多数土工实验室中，是利用杠杆原理,通过点接触式施加荷载于刚板上，再由刚板将点式荷载扩散为面荷载施加在单个土样的上表面。全自动气压固结仪是根据气压传动的原理，同样是通过点接触式施加荷载于单个土样的上表面，与杠杆式固结仪不同之处在于其加压方式摆脱了杠杆式固结仪分级加载对于砝码的依赖。这两种固结仪都无法对一个完整的土样进行对比试验。目前杠杆固结仪和全自动气压固结仪的不足主要来自以下几个方面：(1)点接触式加载。对于大型土样，尤其是加工的大型土样尺寸稍微有偏差，容易在加载过程中产生偏心现象，从而导致对土样施加的荷载带有附加弯矩，影响实验数据的精度。(2)加载于单个土样。一方面每次实验只能加载单个土样，工作效率低。另一侧不能同时进行对比实验。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种独立面式加载装置的固结仪，从而克服在试验时工作效率低、试验精度低、不能同时进行对比试验的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种独立面式加载装置的固结仪，包括：土样盛放装置，所述土样盛放装置内填充有待检测的土样，所述土样内设有土压力盒；多个压头，多个所述压头设于固定装置上，并对应所述土样盛放装置设置，所述压头与所述土样的接触为面式接触，用于对所述土样施加压力；多个位移传感器，其与多个所述压头一一对应设置，用于测量土样的变形量；以及测量控制系统，其所述土压力盒、升降机构和所述位移传感器数据连接。

优选地，上述技术方案中，所述土压力盒在土样内的分布为，在土样同一平面上设有多个所述土压力盒，在土样同一竖直方向上设有多个土压力盒。

优选地，上述技术方案中，所述压头为两个。

优选地，上述技术方案中，包括升降机构，其与所述压头连接，用于控制所述压头的升降。

优选地，上述技术方案中，所述升降机构为千斤顶。

优选地，上述技术方案中，所述千斤顶为液压千斤顶。

优选地，上述技术方案中，所述升降机构与所述土样盛放装置连接，用于控制所述土样盛放装置的升降。

优选地，上述技术方案中，所述固定装置包括：支撑台，所述压头设于所述支撑台上；立柱，其设于所述支撑台上，所述立柱上设有旋紧件；以及横梁，其架设于所述立柱之间，位于所述压头上方。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型独立面式加载装置的固结仪，在固结仪上通过面加载能够给土体均匀加压，相比常规的点式加压由刚板进行力的扩散来进行加压的固结仪，避免了作用力位置不是对称点而造成偏心力矩的问题，放大土样的尺寸以适应对更大的土样进行固结试验，从而达到更加真实地反映出土体的固结性状的目的。

(2)通过独立面式加载装置，能够同时对两个土样进行固结实验，能提高工作效率且能进行对比实验。

(3)在土体的不同深度下安装土压力盒测量不同深度下的孔压以及在同一深度下不同平面位置安装土压力盒测量不同平面位置的孔压，从而可以得出不同深度下孔压消散随时间变化的曲线和相同深度下不同平面位置孔压消散随时间变化的曲线。通过位移传感器量测土体的变形量，因此能够同时通过孔压和土体的变形来观察和反映土体的固结过程。

附图说明

图1是根据本实用新型的独立面式加载装置的固结仪的结构示意图。

图2是根据本实用新型的独立面式加载装置的固结仪中压头处的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，根据本实用新型具体实施方式的一种独立面式加载装置的固结仪，包括：土样盛放装置1，土样盛放装置1放置在底座2上。土样盛放装置2内填充有待检测的土样，主要是采用直径600mm，高200mm的土样。在土样内设置有土压力盒(图未示)，土压力盒用于测量土样的孔压。升降机构3与多个压头4连接，优选地，升降机构4为液压千斤顶。液压千斤顶和压头4设于固定装置5上。压头4对应土样盛放装置1设置。多个压头4对应土样盛放装置1设置，压头4与土样的接触为面式接触。优选地，压头为两个，呈半圆形结构。多个位移传感器(图未示)与多个压头4一一对应设置，用于测量土样的变形量。通过升降机构3将压头4向下运动，压头4与土样接触，给土样加压，土样内的土压力盒将数据传输至测量控制系统6。测量控制系统6与升降机构3数据连接，控制压头4移动的距离，即控制压头4对土样的加压，完成逐级加载压力。测量控制系统6与位移传感器数据连接，通过位移传感器可测量土样的沉降位移。

在对同一种土样进行测试时，将多个压头的重量设置不同，即设成不同的压力值，压头与土样接触的受力面相同，在进行固结试验时，可以通过单一的压力变量，进行对比试验。

在对不同土样进行测试时，将多个压头的重量设置相同，即设成相同的压力值，压头与土样接触的受力面相同，在进行固结试验时，可以通过单一的压力变量，进行对比试验。

实施例2

另一个比较好的实施例，本实施例与实施例1不同在于，压头4设于固定装置5上。升降机构3与土样盛放装置1连接。升降机构3为液压千斤顶。压头4对应土样盛放装置1设置。多个压头4对应土样盛放装置1设置，压头4与土样的接触为面式接触。优选地，压头为两个，呈半圆形结构。多个位移传感器(图未示)与多个压头4一一对应设置，用于测量土样的变形量。土样内的土压力盒将数据传输至测量控制系统6。测量控制系统6与升降机构3数据连接，控制升降机构3提升土样盛放装置1的提升距离，同时控制加压装置对土样的加压，完成逐级加载压力。测量控制系统6与位移传感器数据连接，通过位移传感器可测量土样的沉降位移。

优选地，土压力盒在土样内的分布为，在土样同一平面上设有多个土压力盒，在土样同一竖直方向上设有多个土压力盒。即在土体的不同深度下安装土压力盒测量不同深度下的孔压以及在同一深度下不同平面位置安装土压力盒测量不同平面位置的孔压，从而可以得出不同深度下孔压消散随时间变化的曲线和相同深度下不同平面位置孔压消散随时间变化的曲线。

优选地，固定装置5包括：支撑台51，压头4设于支撑台51上。立柱52分别设于支撑台51的左右两侧。立柱52上设有旋紧件53，该旋紧件为螺母。横梁54架设于左右两根立柱52之间，位于压头4上方。

当升降机构为实施例1的安装方式时，升降机构，即液压千斤顶3置于支撑台51和横梁54之间，旋紧立柱52上的旋紧件53将液压千斤顶3固定。液压千斤顶3下方为压头4，压头4对应土样盛放装置1设置。

当升降机构为实施例2的安装方式时，多个压头4置于支撑台51和横梁54之间，旋紧立柱52上的旋紧件53将压头4固定。多个压头4对应土样盛放装置1设置。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。