本发明专利技术公开了种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，包括有增湿机构、干燥机构、称重机构、加压机构、测量机构、试验筒机构；称重机构的承重板上放置有加压机构，加压机构的底座上放置增湿机构的浸泡箱，浸泡箱内放置试验筒机构，加压机构中的加压杆位于试验筒机构顶部的公板上，测量机构分别通过百分表支杆和夹持装置固定位于试验筒机构的母板和加压机构的加压杠杆上，在加压机构上方设置有干燥机构。该装置在土体三向浸水、土体干湿循环过程中实现土体浸水与荷载共同作用、上覆荷载可根据路基填筑层位不同所受上覆压力而定，并可考虑路面结构层和车辆荷载的重量、干湿循环过程中可不卸除上覆荷载实时监测土体含水率，实现与现场相一致的工况。
【技术实现步骤摘要】
一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置
本专利技术涉及一种土体干湿循环试验装置，特别是一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置。
技术介绍
红黏土在干旱季节失水收缩，雨季又吸水饱和膨胀，这样往复的作用将导致红黏土体结构的变化，土的强度逐渐降低，最终引起构筑物的破坏。但无论是强度降低还是变形加大，构筑物失稳破坏归根到底是填料力学指标的变化，长期的干湿循环作用使得红黏土力学特性降低。当前模拟干湿循环作用都是先把试样制作完成后，脱离受力状态进行预先干湿到一定的循环次数，然后再施加荷载。该方法显然没有把荷载和干湿循环作用同步考虑，夸大了干湿循环作用对红黏土的影响，与实际情况有很大的差异。其次，《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)规定CBR试验在泡水和贯入过程中需在试样顶部加荷载板，目的是模拟该材料层受到路面结构重量产生的竖向力，并规定上覆荷载为50N（2.7kPa），但规范对填料CBR的取值标准则按路堤土填筑的部位划分，填筑层位不同所受上覆压力也不同。因此，为了模拟填料的真实工作状态，试件泡水时有必要考虑路基不同部位实际所受工作压力。第三，规程规定试件泡水时水面应保持在试件顶面以上约25mm，击实筒四周是封闭的，水分只能从上部的多孔板渗透，这与路基实际渗水状态并不吻合，土体实际渗水方式为三向（顶面、底面和侧面）浸水。为此，浸水方式改变为侧向浸水。最后，规程规定CBR试件成型后应泡水4昼夜来模拟材料在使用过程中处于最不利的状态上覆压力，这是一种比较保守的方法，导致含水率偏大，与实际不符，从而导致部分CBR值合格的路基填料被误判定为不合格而废弃或掺石灰水泥处理等，浪费资源的同时也增加了成本。为获得符合实际工程的试验参数和指标，提出一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置及方法是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置。该装置在土体三向浸水、土体干湿循环过程中实现土体浸水与荷载共同作用、上覆荷载可根据路基填筑层位不同所受上覆压力而定，并可考虑路面结构层和车辆荷载的重量、干湿循环过程中可不卸除上覆荷载实时监测土体含水率，实现与现场相一致的工况。本专利技术的技术方案：一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，包括有增湿机构、干燥机构、称重机构、加压机构、测量机构、试验筒机构和防止回弹机构；称重机构的承重板上放置有加压机构，加压机构的底座上放置增湿机构的浸泡箱，浸泡箱内放置试验筒机构，加压机构中的加压杆位于试验筒机构顶部的公板上，测量机构分别通过百分表支杆和夹持装置固定位于试验筒机构的母板和加压机构的加压杠杆上，在加压机构上方设置有干燥机构。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述试验筒机构包括有位于浸泡箱中的多孔底板，多孔底板上放置有改装试筒，改装试筒内用于装入试样，试样顶部设有母板，母板上放置垫板，垫板上放置公板，公板底部穿过母板后与母板组成一块完整的加荷面，多孔底板和母板之间经拉杆进行连接，拉杆顶部设有螺母，多孔底板、改装试筒和母板上均密布有渗水孔。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述垫板间隔地设置在母板的渗水孔之间。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述增湿机构包括有水泵，水泵一端的水管伸入至蓄水箱中，另外一端的水管伸入至浸泡箱中。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述称重机构包括有称重磅秤，称重磅秤上设置有承重板，称重磅秤的称重杠杆上设有游码，称重杠杆的端部设有称重托盘，称重托盘上放置有称重砝码，称重托盘底部放置在高精度电子天平的称量盘上。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述加压机构包括位于承重板上的底座，底座上固定有1组立柱，两立柱顶部经横梁进行连接，横梁底部活动连接有加压杠杆，加压杠杆下端经加压杆与公板中心接触，加压杠杆内侧设有调节砝码，外侧设有加压托盘，加压托盘上放置有加压砝码。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述测量机构包括主百分表，主百分表的下端与加压杠杆顶面接触，主百分表固定在夹持装置上，夹持装置固定在横梁上；还包括有辅助百分表，辅助百分表的底端与母板上端面接触，辅助百分表通过表夹固定在百分表支杆上，百分表支杆固定在底座上。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述底座上设有调节脚螺丝，调节脚螺丝底部与承重板连接，底座设有底座气泡。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述加压杠杆上设有水平气泡。前述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，所述称重机构、试验筒机构、加压机构、测量机构、干燥机构和增湿机构放置于试验箱中，所述干燥机构为设置在试验箱内顶部的光照暖风合一浴霸。本专利技术的有益效果：与现有的技术相比，本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术通过试筒外壁渗水孔、上部的母板和下部的多孔底板的渗水孔，可模拟实际工况的不同方向的浸水方式，在干燥过程中，水分可从不同方位散发，保证土样湿润干燥均匀。（2）本专利技术采用光照和暖风组合的浴霸，可根据试验要求模拟不同光照和风速。暖风干燥使试样整体温和并高效减水脱失，不会致使试样局部受热而造成受热不均匀；所述浴霸设有调节旋钮用来调节温度高低和风量大小。（3）本专利技术通过杠杆原理间接测量含水率，使得传到电子天平上的荷载不会太大，可采用精度较高的电子天平。电子天平与电脑连接可以实时精确监测土样质量变化从而监测其含水率实时变化情况。（4）本专利技术通过加压杠杆对试样进行加载，可实现根据不同加载等级的试样进行加载，并且土样在整个干湿循环过程中，上覆荷载保持恒定。（5）本专利技术的试验装置及方法在整个干湿循环和贯入试验过程中不会对试样卸载,避免了对试样的扰动，与现场条件一致。图1为本专利技术实施例中装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中主视图；图3为本专利技术实施例中局部放大图；图4为本专利技术实施例中母板示意图；图5为本专利技术实施例中公板示意图；图6为本专利技术实施例中垫板在母板的布置图；图7为本专利技术实施例中试筒侧壁开孔示意图；图8为本专利技术实施例中CBR贯入试验或测回弹模量示意图；附图标记：1-试验箱，2-蓄水箱，3-水管，4-水泵，5-浸泡箱，6-光照暖风合一浴霸，7-称重磅秤，8-高精度电子天平，9-承重板，10-称重杠杆，11-游码，12-称重托盘，13-称重砝码，14-底座，15-调节脚螺丝，16-底座气泡，17-立柱，18-百分表支杆，19-加压杆，20-加压杠杆，21-加压托盘，22-加压砝码，23-调节砝码，24-横梁，25-水平气泡，26-主百分表，27-辅助百分表，28-夹持装置，29-表夹，30-多孔底板，31-改装试筒，32-试样，33-母板，34-垫板，35-公板，36-拉杆，37-螺母，38-导线,39-贯入杆。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例：一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，如附图1-8所示，包括试验箱1、增湿机构、干燥机构、称重机构、加压机构、测量机构、试验筒机构、防止回弹机构等八部分。所述试验箱1骨架由钢材质制成，外围由玻璃材质封闭，可清晰实时观测干湿循环过程中试样的变化以及仪表读数。所述增湿机构由蓄水箱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，其特征在于：包括有增湿机构、干燥机构、称重机构、加压机构、测量机构、试验筒机构和防止回弹机构；称重机构的承重板（9）上放置有加压机构，加压机构的底座（14）上放置增湿机构的浸泡箱（5），浸泡箱（5）内放置试验筒机构，加压机构中的加压杆（19）位于试验筒机构顶部的公板（35）上，测量机构分别通过百分表支杆（18）和夹持装置（28）固定位于试验筒机构的母板（33）和加压机构的加压杠杆（20）上，在加压机构上方设置有干燥机构。
【技术特征摘要】
1.一种荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，其特征在于：包括有增湿机构、干燥机构、称重机构、加压机构、测量机构、试验筒机构和防止回弹机构；称重机构的承重板（9）上放置有加压机构，加压机构的底座（14）上放置增湿机构的浸泡箱（5），浸泡箱（5）内放置试验筒机构，加压机构中的加压杆（19）位于试验筒机构顶部的公板（35）上，测量机构分别通过百分表支杆（18）和夹持装置（28）固定位于试验筒机构的母板（33）和加压机构的加压杠杆（20）上，在加压机构上方设置有干燥机构。2.根据权利要求1所述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，其特征在于：所述试验筒机构包括有位于浸泡箱（5）中的多孔底板（30），多孔底板（30）上放置有改装试筒（31），改装试筒（31）内用于装入试样（32），试样（32）顶部设有母板（33），母板（33）上放置垫板（34），垫板（34）上放置公板（35），公板（35）底部穿过母板（33）后与母板（33）组成一块完整的加荷面，多孔底板（30）和母板（33）之间经拉杆（36）进行连接，拉杆（36）顶部设有螺母（37），多孔底板（30）、改装试筒（31）和母板（33）上均密布有渗水孔。3.根据权利要求2所述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，其特征在于：所述垫板（34）间隔地设置在母板（33）的渗水孔之间。4.根据权利要求2所述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，其特征在于：所述增湿机构包括有水泵（4），水泵（4）一端的水管（3）伸入至蓄水箱（2）中，另外一端的水管（3）伸入至浸泡箱（5）中。5.根据权利要求2所述的荷载作用下土体三向浸水的干湿循环试验装置，其特征在于：所述称重机构包括有称重磅秤（8），称重磅秤（8）上设置有承重板（9），称重磅秤（8）的称重杠杆（10）上设有游码（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈开圣，龙安发，张安轮，刘易鑫，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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