一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非饱和土制样器，尤其涉及一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器。
【背景技术】
[0002]在岩土工程实践中，非饱和土的工程问题不断出现，因此非饱和土的力学特性和工程特性的研宄越来越重要。在有关非饱和土物理力学性质研宄中，基质吸力是一个关键问题，但非饱和土吸力控制试验过程中水气平衡非常缓慢耗时，使得相应的非饱和土物理力学性质试验的完成时间也很漫长。因此，加快非饱和土制样过程将有可能提高非饱和土相关试验的效率，更可促进非饱和土力学在工程实践中的应用。目前，非饱和土制样过程存在以下问题:
[0003]1.试验时间非常漫长。大多数非饱和土制样是在相关实验设备上完成，一次试验只能得到一个非饱和土试样，因此试验耗时，效率低下，不利于将非饱和土力学应用于工程上。
[0004]2.试样变形测量精度低。在完成非饱和土制样过程的同时精确测量试样的轴向变形，将有利于认识非饱和土试样在水气平衡过程中的变形特性，但目前非饱和土试验多忽略试样水汽平衡过程中的变形问题，或采用传统位移传感器测量试验轴向变形，其传感器测量精度偏低，因此不能有效认识非饱和土试样在水汽平衡过程中变形特性。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出一种能够加快非饱和土制样速度，缩短制样时间，从而提高非饱和土相关物理力学性质试验效率，且能够精确测量试样轴向变形的吸力控制型快速非饱和土试样制样器。
[0006]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为:包括压力室、带有进气孔的压力室顶盖、激光测距仪和固定激光测距仪的固定板，固定板采用高透光性的有机玻璃板，压力室顶盖与固定板之间设置垫圈并通过螺栓连接，所述压力室的内底部设置有排水通路，排水通路的出口连接至量筒；所述压力室的排水通路上端固定设置有环刀，环刀内固定设置有陶土板，所述陶土板上设置有用于放置试样的对开模，所述对开模位于激光测距仪的下方；所述激光测距仪连接至电脑能够测量并记录试样的轴向变形。
[0007]所述压力室顶盖上设置有用于安装激光测距仪的凹槽，固定板固定在凹槽内。
[0008]所述固定板与压力室顶盖之间设置有可拆卸垫圈，通过改变可拆卸垫圈的高度能够改变激光测距仪和试样顶部之间的距离。
[0009]所述固定板和压力室顶盖上均设有水准器。
[0010]所述压力室顶盖和固定板均通过螺栓分别与压力室和压力室顶盖固定连接，且通过螺栓能够微调压力室顶盖和激光测距仪的水平位置。
[0011]所述对开模上端设置有透气金属板，透气金属板的底部设有凹槽。
[0012]所述陶土板设置在环刀的中间位置，陶土板和环刀之间的缝隙内填充有环氧树脂。
[0013]所述压力室的内底部设置有用于支撑陶土板的垫块。
[0014]所述对开模包括两个相配合的金属半圆环，两个金属半圆环通过对开模固定环固定连接，所述对开模固定环上设置有用于调节松紧度的紧固螺栓。
[0015]放置试样时所述对开模内套有橡皮膜，试样的顶部和底部均设置有湿滤纸。
[0016]与现有技术相比，本发明将陶土板设置在环刀内，环刀与压力室底部连接，制样过程中可根据试验要求快速更换不同进气值的陶土板，拆卸方便操作简单，陶土板上设置对开模，对开模内放置原状土样或制备重塑土样，在压力室顶盖上设置有激光测距仪，制样时对开模位于激光测距仪的正下方，利用激光测距仪测量试样的轴向变形，相比于传统位移传感器测量试样轴向变形精度有很大提高。本发明可同时完成多个非饱和土试验的制备，缩短制样时间，提高非饱和土相关物理力学性质试验效率。
[0017]进一步，利用固定板安装激光测距仪，固定板采用高透光性的有机玻璃板，利用高透光性提高激光测距仪的测量精准度。
[0018]更进一步，固定激光测距仪的固定板与压力室顶盖之间放置不同高度的可拆卸垫圈，根据试样高度选择合适高度的垫圈，改变激光测距仪和试样顶部之间的距离，以适应激光测距仪的测距要求。
[0019]更进一步，激光测距仪的固定板和压力室顶盖上均设有水准器，并利用压力室顶盖与压力室，以及固定板与压力室顶盖的连接螺栓，通过微调螺栓能够保证压力室顶盖和激光测距仪的水平。
[0020]进一步，对开模中的试样顶部放置透气金属板，提高了激光测距仪的测量精度，透气金属板底部设有凹槽，保证试样顶部与压力室气体连通。
[0021]进一步，陶土板放置于环刀中间，用环氧树脂填充环刀壁与陶土板之间的缝隙，保证试验过程中的气密性和水密性。
[0022]进一步，压力室底部设置圆柱形支撑垫块，放置于陶土板底部，以防止陶土板底部未被水完全填充时压力过大可能引起的陶土板破裂问题。
[0023]进一步，对开模由两个金属半圆环组成，调节固定环的紧固螺栓的旋入深度使两个半圆环紧密连接。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的结构示意图；
[0025]图2是透气金属板的底部示意图；
[0026]图3是压力室的底部不意图；
[0027]其中，1、螺栓垫片；2、顶盖螺栓；3、第一水准器；4、压力室顶盖；5、橡胶垫圈；6、进气阀门；7、进气孔；8、固定板；9、橡胶垫片；10、固定板螺栓；11、激光测距仪；12、第二水准器；13、可拆卸塾圈；14、环刀螺检；15、环氧树脂；16、塾块；17、对开I旲固定环；18、对开丰旲；19、透气孔；20、透气金属板；21、试样；22、紧固螺栓；23、陶土板；24、压力室；25、环刀；26、排水阀门；27、量筒；28、量筒阀门；29、电脑；30、凹槽；31、排水孔。
【具体实施方式】
[0028]下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明作进一步的解释说明。
[0029]参见图1，本发明包括设置在固定板8上的激光测距仪11，固定板8为高透光性的有机玻璃板，固定板8通过固定板螺栓10连接并固定在压力室顶盖4的凹槽内，固定板8与压力室顶盖4之间设置有可拆卸垫圈13，可拆卸垫圈13上部和底部设置有橡胶垫片9，压力室顶盖4与压力室24顶部通过顶盖螺栓2和螺栓垫片I连接，压力室24底部设置有支撑陶土板23的垫块16，环刀25内放置陶土板23，环刀25通过环刀螺栓与压力室24底部连接，压力室顶盖4与压力室24之间，环刀25与压力室24底部之间均设置有橡胶垫圈5，进一步提高整个装置的密闭性。压力室顶盖4上设置进气孔7，进气孔7上设进气阀门6，调节气压值进行非饱和土试样的制备，制样时所述对开模18位于激光测距仪11的正下方，并利用与电脑29连接的激光测距仪11测量试样21的轴向变形。
[0030]固定激光测距仪11的高透光有机玻璃板与压力室顶盖4之间放置不同高度的可拆卸垫圈13，根据试样21的高度选择合适高度的可拆卸垫圈13，改变激光测距仪11和试样21顶部之间的距离，以适应激光测距仪11的测距要求。固定板8和可拆卸垫圈13之间、可拆卸垫圈13和压力室顶盖4之间均设有橡胶垫片9，当用内六角螺栓连接有机玻璃板、可拆卸垫圈13和压力室顶盖4时保证压力室24的气密性。
[0031]参见图1和图3，压力室24的底部设置支撑陶土板23的圆