本发明专利技术提供一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱，属于岩土工程技术领域。该水化箱由支座、水化箱、加载装置、夹层式试样组组成。水化箱用于盛纳水与夹层式试样组，包括外箱、内箱两个部分，加载装置用于向夹层式试样组施加竖向荷载，包括升降加载杆体系与双杠杆体系，夹层式试样组由取样板、加载板、试样组成，可对膨润土防水毯施加较大的正压力，使其在正压力作用下完成长时间水化过程。本发明专利技术采用双杠杆机构，能够使用较少的砝码施加较大的竖向荷载，还可按需求取出部分试样，不对水化箱内的其余试样产生扰动。的其余试样产生扰动。的其余试样产生扰动。
【技术实现步骤摘要】
一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱
[0001]本专利技术属岩土工程
，具体涉及一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱。
技术介绍
[0002]膨润土防水毯(Geosynthetic clay liner,GCL)是一种由两层土工聚合物(土工膜、土工布等)夹持膨润土，并通过针刺或编织形成的具有较低渗透系数的复合防渗材料。膨润土防水毯的工作原理是利用膨润土在水化作用下颗粒会发生的膨胀的机理，吸收地基土中的水分，形成致密的不透水层，起到防渗作用。在岩土工程应用实践中，必须充分考虑水化的膨润土防水毯内部低剪切强度的问题，而该问题的考虑必须以膨润土防水毯的剪切试验为基础，剪切试验的开展则需要能够使得膨润土防水毯在与服役工况接近的正压力作用下发生水化。膨润土防水毯的水化过程往往需要较长的时间，且水化过程需要保持一定正压力。目前专门的膨润土防水毯水化装置尚不完备，已开展的膨润土防水毯剪切试验水化过程往往采用较为粗糙的方式，造成膨润土防水毯的水化不完全，极大地影响试验结果的准确性。因此，亟需研制能够实现较长时间正压力作用下的膨润土防水毯水化装置，能够方便、高效、省力地实现膨润土防水毯的水化。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱。
[0004]为了实现上述目标，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]本专利技术提出的一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱由支座、水化箱、加载装置、夹层式试样组组成。
[0006]本专利技术提出的支座是整个水化箱装置的支撑基座，用以支撑水化箱与加载装置，由台面1、桌腿2、横撑3组成，构成桌形结构，台面为钢制矩形平台，台面1上长边中间位置留有对称的两个桌面留孔4，用于穿过传力杆22。桌腿2为钢制竖向构件，共有四个，固定于台面1的四角位置下方，横撑3为钢制水平构件，共有四个，两端固定于相邻两根桌腿2之间。
[0007]本专利技术提出的水化箱用于盛纳水与夹层式试样组，包括外箱、内箱两个部分，所有部件均为不锈钢材质，外箱的高度略高于内箱。
[0008]外箱由外箱壁5、箱底板6、透水格栅7、排水龙头8、外壁支架9组成。外箱壁5与箱底板6均由较薄的不锈钢板制成，箱底板6固定于台面1中部，外箱壁5下端围绕箱底板6共同构成不漏水的向上开口的箱形结构。透水格栅7为刚度较大的格栅状构件，固定于箱底板6上，用于支承内箱结构。排水龙头8固定于外箱壁5侧面靠下位置，可通过排水龙头8的开关，控制水化箱内的液面高度。外壁支架9为刚度较大的竖向构件，多根外壁支架9的下端固定于箱底板6上，外壁支架9与外箱壁5固定在一起，起固定外箱壁5的作用，以防止其在箱内水压作用下发生较大变形，外壁支架9的内侧留有一定深度的凹槽，用于定位加载装置的加载螺
杆18，以防止其发生旋转或水平位移。
[0009]内箱位于外箱内部，固定于透水格栅7上，由透水内箱10、内箱支架11组成。透水内箱10为向上开口的长方体箱型结构，由带有均布透水孔的不锈钢板焊接构成，透水内箱10的两个侧边留有多个竖向滑槽，以供取样板12的取样钩14、加载板13的加载端15穿过。内箱支架11为竖向构件，其下端与透水格栅7连接在一起，围绕透水内箱10布置，起约束透水内箱10水平位移的作用，透水内箱10内部空间可容纳多组夹层式试样组，可保证透水内箱内的夹层式试样组能够于外箱盛纳的水充分接触。
[0010]本专利技术提出的加载装置用于向夹层式试样组施加竖向荷载，包括升降加载杆体系与双杠杆体系。升降加载杆体系由加载螺杆18、荷载分布框19、升降旋钮20、旋钮卡环21组成。
[0011]加载螺杆18为钢制竖向构件，加载螺杆18的上部为刻有螺纹的螺杆，下部为带有伸出翼板的杆件，加载螺杆18的上部螺杆套于升降旋钮20中，通过旋转升降旋钮20可调整加载螺杆18的上下位置，加载螺杆18下部的伸出翼板插入外壁支架9内侧的凹槽中，使得加载螺杆18不会随升降旋钮20的旋转而发生扭转或水平位移。
[0012]荷载分布框19为“日”形钢制水平框架，由两根纵向杆件与三根横向杆件垂直焊接组成，三根横向杆件对称布置，两端的横向杆件两端留有固定升降旋钮20的半圆形凹槽，可与旋钮卡环21共同夹持升降旋钮20，中间的横向杆件两端伸出一定距离，用于与传力杆22连接。
[0013]传力杆22为竖向钢制杆件，上端连接荷载分布框19中部两端，传力杆22下部与上杠杆23端部连接。旋钮卡环21为半环形钢制构件，共有四个，对应于荷载分布框19四个端部的半圆形凹槽。
[0014]双杠杆体系由上杠杆23、上杠杆支座24、下杠杆25、下杠杆支座26、连杆27、平衡杆28、砝码吊架29、平衡吊架30、砝码31、传力轴32组成。上杠杆23为水平钢制杆件，共有两根，后端通过传力轴32固定于上杠杆支座24上，可绕上杠杆支座24旋转，上杠杆23中部通过传力轴32与传力杆22连接，前端通过传力轴32与连杆27连接。上杠杆支座24为固定上杠杆23后端的旋转支座，固定于台面1下方中部位置。下杠杆25为水平钢制杆件，位于上杠杆23下方，后端通过传力轴32固定于下杠杆支座26上，可绕下杠杆支座26旋转，下杠杆25中部通过传力轴32与连杆27连接，下杠杆25前端固定有砝码吊架29；下杠杆支座26为固定下杠杆25后端的旋转支座，固定于台面1端部位置。平衡杆28为一定长度的水平杆件，与下杠杆25后端连为一体，平衡杆28的端部固定有平衡吊架30。砝码吊架29与平衡吊架30上可按需求放置一定重量的砝码31。
[0015]本专利技术提出的夹层式试样组由取样板12、加载板13、试样16组成。三者的水平尺寸一致，取样板12在下，多组上下叠放的试样16在中，加载板13在上，组成夹层式结构，取样板12与加载板13均为具有一定刚度的透水板，其上留有均布的透水孔，取样板12的两个长边中部伸出两个取样钩14，通过取样拉杆17可钩住取样钩14，上提取样拉杆17可带动取样板12及整个夹层式试样组向上提升，加载板13的长边两端位置共伸出四个加载端15，四个加载端15与加载螺杆18接触，通过加载螺杆18可将竖向荷载传递给加载板13，进而起到对加持试样16施加荷载的作用。取样板12的取样钩14、加载板13的加载端15均有一定长度，伸出透水内箱10侧边的竖向滑槽。取样拉杆17为钢制杆状构件，上端为手持的上提把手，下端为
环状钩环，可钩住取样板12的取样钩14。
[0016]本专利技术的工作过程：
[0017]①
放样：取用切割好的多组膨润土防水毯试样16上下叠放在一起，在叠放的试样16下部垫放一块取样板12，在上部放置一块加载板13，构成一组夹层式试样组，依次将多组夹层式试样组放入透水内箱10中。调整升降旋钮20，先后调整四根加载螺杆18的姿态，使加载螺杆18的下端与加载板13的加载端15上。
[0018]②
注水：关闭排水龙头8，使用水管向水化箱内注水，使液面略高于透水内箱10中的最上一层加载板13。
[0019]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱，其特征在于：包括支座、水化箱、加载装置、夹层式试样组；所述支座是整个水化箱装置的支撑基座，用以支撑水化箱与加载装置，由台面(1)、桌腿(2)、横撑(3)组成，构成桌形结构，台面为钢制矩形平台，台面(1)上长边中间位置留有对称的两个桌面留孔(4)，用于穿过传力杆(22)；桌腿(2)为钢制竖向构件，共有四个，固定于台面(1)的四角位置下方，横撑(3)为钢制水平构件，共有四个，两端固定于相邻两根桌腿(2)之间；所述水化箱用于盛纳水与夹层式试样组，包括外箱、内箱两个部分，所有部件均为不锈钢材质，外箱的高度略高于内箱；外箱由外箱壁(5)、箱底板(6)、透水格栅(7)、排水龙头(8)、外壁支架(9)组成，外箱壁(5)与箱底板(6)均由不锈钢板制成，箱底板(6)固定于台面(1)中部，外箱壁(5)下端围绕箱底板(6)共同构成不漏水的向上开口的箱形结构，透水格栅(7)为有刚度的格栅状构件，固定于箱底板(6)上，用于支承内箱结构，排水龙头(8)固定于外箱壁(5)侧面靠下位置，通过排水龙头(8)的开关，控制水化箱内的液面高度，外壁支架(9)为有刚度的竖向构件，多根外壁支架(9)的下端固定于箱底板(6)上，外壁支架(9)与外箱壁(5)固定在一起，起固定外箱壁(5)的作用，以防止其在箱内水压作用下发生较大变形，外壁支架(9)的内侧留有凹槽，用于定位加载装置的加载螺杆(18)，以防止其发生旋转或水平位移；内箱位于外箱内部，固定于透水格栅(7)上，由透水内箱(10)、内箱支架(11)组成，透水内箱(10)为向上开口的长方体箱型结构，由带有均布透水孔的不锈钢板焊接构成，透水内箱(10)的两个侧边留有多个竖向滑槽，以供取样板(12)的取样钩(14)、加载板(13)的加载端(15)穿过，内箱支架(11)为竖向构件，其下端与透水格栅(7)连接在一起，围绕透水内箱(10)布置，起约束透水内箱(10)水平位移的作用，透水内箱(10)内部空间容纳多组夹层式试样组，以保证透水内箱内的夹层式试样组能够于外箱盛纳的水充分接触；所述加载装置用于向夹层式试样组施加竖向荷载，包括升降加载杆体系与双杠杆体系；升降加载杆体系由加载螺杆(18)、荷载分布框(19)、升降旋钮(20)、旋钮卡环(21)组成；加载螺杆(18)为钢制竖向构件，加载螺杆(18)的上部为刻有螺纹的螺杆，下部为带有伸出翼板的杆件，加载螺杆(18)的上部螺杆套于升降旋钮(20)中，通过旋转升降旋钮(20)可调整加载螺杆(18)的上下位置，加载螺杆(18)下部的伸出翼板插入外壁支架(9)内侧的凹槽中，使得加载螺杆(18)不会随升降旋钮(20)的旋转而发生扭转或水平位移；荷载分布框(19)为...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯世进，郑奇腾，沈阳，陈宏信，张晓磊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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