一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置制造方法及图纸

一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，包括用于模拟温湿度风速状况的外圈容器；用于施加侧向压力多腔覆膜结构的环状内圈容器，内圈容器内部形成的开敞区域设置有下透水板；下透水板上方设置有试样，试样顶面从下到上依次设置有上透水板、加压基座及顶盖，顶盖的下端面设置有多个无荷状态位移传感器，加压基座上端面与外部加压机构相连，加压基座上设置有压力传感器和有荷状态位移传感计，外圈容器内壁设置有温湿度风速传感器，试样周围设置有含水率传感器；各类传感器、位移计、摄像头与多通道数据采集仪连接；本实用新型专利技术还公开对应试验方法；更加全面的评价细粒土在不同干湿循环条件下，土体固结性胀缩性的变化；提高试验效率、灵活度、适用性及精确度。适用性及精确度。适用性及精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置


[0001]本技术涉及岩土力学与工程领域，具体涉及一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置及其试验方法，适用但不限于研究各种类型土的固结、胀缩及干湿循环特性。

技术介绍

[0002]细粒土由于含水率增加面发生体积增大的性能，称膨胀性；由于土中失去水分而体积缩小的性能，称收缩性。细粒土中含水率的增加与减小主要是由外部因素引起的，如降水、地表水与地下水的变化、气温及湿度的变化等。细粒土的胀缩性对工程建筑物的影响很大，土体的膨胀和收缩不仅降低了土体的强度，面且引起土体变形，导致建筑物的毁坏。由细粒土所组成的斜坡，常因土体的膨胀发生滑坡，给工程带来危害。因此，研究细粒土的胀缩性在工程实践中有重要意义。在工程施工中，建造在含水量保持不变的膨胀土上的构造物不会遭受由胀缩而引起的破坏。当土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。含水量的轻微变化，仅1％～2％的量值，就足以引起有害的膨胀。深入了解细粒土的胀缩特性是解决细粒土胀缩导致的工程问题的关键。细粒土的胀缩性受其固结程度和干湿循环变化情况的影响很大，研究不同干湿循环条件下细粒土的固结和胀缩是了解细粒土胀缩性的关键。
[0003]目前相关的试验装置，都存在以下缺点：
[0004](1)本技术的细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，前细粒土的固结试验、膨胀试验、收缩试验及干湿循环试验均是在不同的试验设备中单独完成，试验与试验之间并不连续，且需要反复的取样装样，多次扰动土体，试验结果误差较大；
[0005](2)目前细粒土的膨胀试验只测量膨胀过程中试样垂直方向的变化，并不测量水平方向的变化；
[0006](3)目前细粒土的收缩试验，大多只测量土体垂直方向上的收缩，不能测量土体收缩过程中的实时体积变化；
[0007](4)目前细粒土的胀缩试验装置大多不能调节侧向压力的大小，不能模拟不同工程条件下土体的不同应力状态。因此，有必要设计一种高效的细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，系统的完成细粒土的固结胀缩及干湿循环试验，测得不同干湿循环条件下土体的固结性及胀缩性，从而为细粒土的胀缩性研究提供进一步的支持。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术的不足或缺点，本技术提供一种高效的细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置。其将固结试验、膨胀试验、收缩试验及干湿循环试验在同一装置中完成，较全面的反应不同干湿循环条件下土体的固结性和胀缩性变化，避免重复试验，节约试验时间，减少试验过程中对土体的扰动，且能控制土体的侧向压力，实时测量土体垂直和水平方向的体积变化。
[0009]为了实现上述目的，本技术涉及：一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验
装置，包括用于模拟温湿度风速状况的外圈容器；外圈容器为空腔结构且设有带一号阀门的进风管和带二号阀门的出风管，进风管与温湿度风速控制器相连，所述外圈容器内部底面上设有用于施加侧向压力的环状内圈容器，内圈容器内部形成的开敞区域设置有下透水板；下透水板上方设置有试样，试样顶面从下到上依次设置有上透水板、压盖板、加压基座及顶盖，顶盖的下端面设置有多个无荷状态位移传感器(包括一号位移传感器、二号位移传感器、三号位移传感器、四号位移传感器)，加压基座上端面与外部加压机构相连，加压基座上设置有压力传感器和有荷状态位移传感计，外圈容器内壁设置有温湿度风速传感器，试样周围设置有含水率传感器，传感器、位移计、摄像头与多通道数据采集仪连接，多通道数据采集仪信号通过数据线连接计算机处理系统；
[0010]内圈容器包括刚性的多腔结构，多腔结构包括从上到下依次布置的上腔，中腔和下腔，所述上腔，中腔和下腔靠近试样的一端均为开敞结构并各自包覆独立并密封连接的橡皮膜(包括上腔橡皮膜、中腔橡皮膜、下腔橡皮膜))，多腔结构与试样之间还设置有与试样直接接触的外层橡皮膜；中腔与一号加压管道连接，上腔、下腔与二号加压管道连接，多腔结构内部可充水，为试样施加侧向压力；外层橡皮膜与试样直接接触，橡皮膜随试样一同胀缩；
[0011]进一步的，所述温湿度风速控制器包括用于调节空气温度的加热机、用于调节空气湿度的加湿器和用于调节空气流速的风机。
[0012]进一步的，所述上腔和下腔为保护腔，中腔为测量腔，中腔高度不大于试样收缩极限的高度。
[0013]进一步的，所述上透水板和下透水板采用氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系数不应大于试样的渗透系数，上透水板直径应小于试样直径0.2～0.5mm。
[0014]进一步的，所述含水率传感器包括三个探头，三个探头等间距分布于试样周围，位于试样与橡皮膜之间，在内圈容器施加的围压作用下，一侧与试样紧密接触，测量试样的容积含水率，测量范围0
‑
100％。
[0015]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0016](1)使细粒土的固结试验、膨胀试验、收缩试验及干湿循环试验可在同一的试验设备中完成，试验与试验之间连续性更好；不需要反复的取样装样，试验过程中基本不扰动土体，试验结果更加精确；
[0017](2)可以更加全面的评价细粒土在不同干湿循环条件下，土体固结性胀缩性的变化，具有广泛的应用前景；
[0018](3)可根据试验需要设置不同干湿循环条件、固结压力及侧向压力，操作简便易行，提高试验效率、灵活度、适用性及精确度。
附图说明
[0019]图1为本技术较佳实施例的结构示意图；
[0020]图2为本技术较佳实施例多腔结构处的局部结构示意图(试样5 仅显示部分)；
[0021]图3为本技术较佳实施例的橡皮膜处的局部结构示意图；
[0022]图4为本技术较佳实施例试样处的局部俯视图；
[0023]图中：1
‑
顶盖；2
‑
加压基座；3
‑
加压盖板；4
‑
上透水板；5
‑
试样；6
‑ꢀ
下透水板；7
‑
外圈容器；8
‑
内圈容器；9
‑
一号加压管道；10
‑
抽气泵；11a
‑ꢀ
一号阀门、11b
‑
二号阀门、11c
‑
三号阀门、11d
‑
四号阀门；12
‑
加热机；13
‑ꢀ
加湿器；14
‑
风机；15
‑
温湿度风速控制器；16
‑
多通道数据采集仪；17
‑
计算机处理系统；18
‑
压力传感器；19
‑
有荷状态位移传感计；20
‑
无荷状态位移传感器；20a
‑
一号位移传感器、20b
‑
二号位移传感器、20c
‑
三号位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，其特征在于，包括用于模拟温湿度风速状况的外圈容器(7)；外圈容器(7)为空腔结构且设有带一号阀门(11a)的进风管(71)和带二号阀门(11b)的出风管(72)，进风管(71)与温湿度风速控制器(15)相连，所述外圈容器(7)内部底面上设有用于施加侧向压力的环状内圈容器(8)，内圈容器(8)内部形成的开敞区域设置有下透水板(6)；下透水板(6)上方设置有试样(5)，试样(5)顶面从下到上依次设置有上透水板(4)、加压基座(2)及顶盖(1)，顶盖(1)的下端面设置有多个无荷状态位移传感器(20)，加压基座(2)上端面与外部加压机构相连，加压基座(2)上设置有压力传感器(18)和有荷状态位移传感计(19)，外圈容器(7)内壁设置有温湿度风速传感器(21)，试样(5)周围设置有含水率传感器(22)，各类传感器、位移计、摄像头(24)与多通道数据采集仪(16)连接，多通道数据采集仪(16)信号通过数据线连接计算机处理系统(17)；内圈容器(8)包括刚性的多腔结构(25)，多腔结构包括从上到下依次布置的上腔(27)，中腔(28)和下腔(29)，所述上腔(27)，中腔(28)和下腔(29)靠近试样(5)的一端均为开敞结构并各自包覆独立并密封连接的橡皮膜，多腔结构与试样(...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏巍，孔令伟，罗晓倩，简涛，刘观仕，张文博，王凤华，岳秀，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：