柱形的垫块16，放置于陶土板23的底部，以防止陶土板23底部未被水完全填充时压力过大可能引起的陶土板23破裂。陶土板23放置于环刀25中间，用环氧树脂15填充环刀壁与陶土板23之间的缝隙，保证试验过程中的气密性和水密性。压力室24的底部侧壁上开设有排水孔31，排水孔31与压力室24底部的排水通路连通，排水孔31的出口连接至量筒27，
[0032]参见图1和图2，试样21顶部放置透气金属板20，提高了激光测距仪11的测量精度，透气金属板20的边部有呈环形排布的若干透气孔19，透气金属板20底部设有环形的凹槽30，保证试样21顶部与压力室24气体连通。激光测距仪11的固定板8上设置第二水准器12，压力室顶盖4上设有第一水准器3，当旋转顶盖螺栓2或固定板螺栓10时，根据水准器显示微调螺栓以确保压力室顶盖4和激光测距仪11的水平。
[0033]参见图1，对开模18由两个金属半圆环组成，两个半圆环通过对开模固定环17固定连接，调节对开模固定环17上的紧固螺栓22的旋入深度使两个半圆环紧密连接。在对开模I8内套上橡皮膜，并在橡皮膜内放入原状土样或制备重塑土样，在试样21顶部和底部放置湿的滤纸，将对开模18放置在陶土板23上。
[0034]本发明的具体使用步骤:
[0035](I)打开压力室顶盖4，往压力室24底部注满除气水，在压力室24底部注水至环刀25对应高度后，安装陶土板环刀25 ；
[0036](2)饱和陶土板:盖上压力室顶盖4，设置一定气压值以饱和陶土板23，根据量筒27的水位的变化值计算陶土板23的渗透系数，当陶土板渗透系数稳定并达到饱和渗透系数值时卸载气压结束饱和陶土板；
[0037](3)放置试样:调节对开模18上的紧固螺栓22使两个半圆形固定环紧密连接，对开模18内套上橡皮膜，并在橡皮膜内放入原状土样或制备重塑土样后，在试样21顶部和底部放置滤纸，将对开模18放置在陶土板23上，同时在试样21顶部放置透气金属板20 ;
[0038](4)调节激光测距仪高度:根据试样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；
[0039](5)设置吸力值:根据试验要求设置气压值，打开排水阀门26，进行非饱和土水气平衡试验，试验过程中观察量筒27中水位的变化，当水位不再变化时，关闭排水阀门26并卸载气压，停止排水，完成非饱和土试样的制备；当量筒27中的水位过高时，打开量筒27旁边的量筒阀门28将水排出；
[0040](6)取出试样，进行非饱和土三轴试验:完成非饱和土试样制备后，打开压力室顶盖4，小心取出对开模18，注意贴好试样21顶部和底部的滤纸，将对开模18放置在相关非饱和土三轴仪底座上，依非饱和土三轴试验操作步骤进行相关试验。
[0041]本发明具有以下有益的技术效果:
[0042]1.加快非饱和土制样速度: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。
[0043]2.精确测量试样的轴向变形:本发明利用固定在高透光有机玻璃板上的激光测距仪测量试样顶部透气金属板和激光测距仪之间的距离变化即试样的轴向变形，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。此外，
[0044]3.操作方便:本发明的陶土板设置在环刀内，环刀与压力室底部通过螺丝连接，拆卸方便，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，安装拆卸方便。
【主权项】
1.一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:包括压力室(24)、带有进气孔(7)的压力室顶盖(4)、激光测距仪(11)和固定激光测距仪(11)的固定板(8)，固定板(8)采用高透光性的有机玻璃板，压力室顶盖(4)与固定板(8)之间设置垫圈并通过螺栓连接，所述压力室(24)内底部设置有排水通路，排水通路的出口连接至量筒(27);所述压力室(24)的排水通路上端固定设置有环刀(25)，环刀(25)内固定设置有陶土板(23)，所述陶土板(23)上设置有用于放置试样(21)的对开模(18)，所述对开模(18)位于激光测距仪(11)的下方；所述激光测距仪(11)连接至电脑(29)能够测量并记录试样(21)的轴向变形。2.根据权利要求1所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述压力室顶盖(4)上设置有用于安装激光测距仪(11)的凹槽，固定板(8)固定在凹槽内。3.根据权利要求2所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述固定板(8)与压力室顶盖(4)之间设置有可拆卸垫圈(13)，通过改变可拆卸垫圈(13)的高度能够改变激光测距仪(11)和试样(21)顶部之间的距离。4.根据权利要求3所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述固定板(8)和压力室顶盖(4)上均设有水准器。5.根据权利要求4所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述压力室顶盖(4)和固定板(8)均通过螺栓分别与压力室(24)和压力室顶盖(4)固定连接，且通过螺栓能够微调压力室顶盖(4)和激光测距仪(11)的水平位置。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述对开模(18)上端设置有透气金属板(20)，透气金属板(20)的底部设有凹槽(30) ο7.根据权利要求1-5任一项所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述陶土板(23)设置在环刀(25)的中间位置，陶土板(23)和环刀(25)之间的缝隙内填充有环氧树脂(15)。8.根据权利要求1-5任一项所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述压力室(24)的内底部设置有用于支撑陶土板(23)的垫块(16)。9.根据权利要求1-5任一项所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:所述对开模(18)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(17)固定连接，所述对开模固定环(17)上设置有用于调节松紧度的紧固螺栓(22)。10.根据权利要求9所述的一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，其特征在于:放置试样(21)时所述对开模(18)内套有橡皮膜，试样(21)的顶部和底部均设置有湿滤纸。
【专利摘要】本发明公开了一种吸力控制型快速非饱和土试样制样器，包括设置在高透光有机玻璃板上的激光测距仪，由螺丝连接并固定在压力室顶盖上，压力室底部设置支撑环，环刀内放置陶土板，螺丝连接环刀与压力室底部。压力室顶盖上设置进气孔，利用与电脑连接的激光测距仪测量试样轴向变形。激光测距仪可精确测量试样的轴向变形，同时在试样顶部放置透气金属板，可提高激光测距仪的测量精度。采用大直径的压力室，可同时完成多个非饱和土试样的制备，以缩短非饱和土制样的时间，提高非饱和土相关物理力学试验的效率。本发明结构简单，操作方便，并可在快速完成非饱和土试样制备的同时精确测量试样的轴向变形。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN104949873
【申请号】CN201510377067
【发明人】林鸿州, 杨华, 贾书岭
【申请人】长安大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月30日