專利名稱：粗顆粒鹽漬土溶陷特性試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于用機械應力測試土體工程特性的技術領域，具體涉及一種測試粗顆粒鹽潰土溶陷特性的試驗裝置。
背景技術：
在鋪筑公路之前，需對土路基進行壓實處理，然后在土路基上鋪筑集料以及混凝土材料，當周圍環境溫度發生變化，路基材料也會發生一定程度的變化。在北方冬天寒冷季節，溫度降低會導致土路基凍結，體積膨脹，春天天氣暖和時，溫度上升使土路基解凍，路基發生凍融循環變化，路基出現下沉，路面鋪筑的混凝土層出現下沉裂縫，影響到行車安全。鹽潰土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。鹽土是指土壤中可溶性鹽含量達到對作物生長有顯著危害的土類，堿土是指土壤中含有危害植物生長和改變土壤性質的多量交換性鈉。鹽潰土主要分布在內陸干旱、半干旱地區，濱海地區也有分布。在鹽潰土地區鋪筑的公路，當周圍環境溫度發生變化，不僅存在土體遇低溫膨脹變形和遇高溫融化下陷的現象，而且在遇到水浸時，粗顆粒鹽潰土體內部的鹽分由于遇水溶化，原來起骨架支撐作用的鹽分隨水流失，導致土體出現溶陷現象。鹽潰土地區公路病害主要有鹽脹、溶陷、翻漿和腐蝕等類型。鹽分能降低路面強度、減弱封層作用，導致路面破壞。迄今為止，通過常規試驗儀器對細粒鹽潰土溶陷特性的研究，人們對細粒鹽潰土的性質已有了較為全面地認識，并逐步形成了較為完善的細粒鹽潰土溶陷理論，對于常規的粒徑小于2_的土樣過篩進行溶陷試驗，通過對試驗數據的分析得出鹽潰土的溶陷特性，但是限于研究技術手段的局限，對于粒徑大于2mm粗顆粒鹽潰土的研究甚少，如何準確測量粗粒鹽潰土在外界環境變化影響下的體積變化程度，對于粗粒鹽潰土地區的公路安全 至關重要。在筑路試驗設備技術領域，當期需迫切解決的一個技術問題是提供一種適應范圍廣、自動化程度高、操作方便，可以測試由于遇水浸濕導致的粗顆粒鹽潰土土體變化程度，并且可以避免粗顆粒土的尺寸效應準確地測量粗顆粒鹽潰土在浸水時的溶陷率特性的測試儀器或設備。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在于克服上述已有技術的不足，提供一種適應范圍廣、自動化程度高、操作方便、簡單實用的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置。解決上述技術問題所采用的技術方案是:在反力架的底部設置有底部墊塊，反力架的橫梁上設置通過數據線與計算機相連的位移傳感器和壓力傳感器，底部墊塊上表面設置位于卡槽內的筒體、側壁設置盛水盤，筒體底部加工有環形排水槽和徑向排水槽，環形排水槽和徑向排水槽內加工有排水孔，徑向排水槽的出口處設置有堵水皮塞，筒體底部設置上表面鋪設有濾紙的下透水板，濾紙上設置有位于土試樣，土試樣上表面鋪設有濾紙和濾紙上的上透水板，位移傳感器的位移桿與上透水板搭接，上透水板上表面設置有上端與壓力傳感器的推桿搭接的千斤頂。本實用新型的筒體底部的環形排水槽是以筒體底部中心為圓心的5 20圈同心圓環形排水槽，圓環形排水槽內加工有排水孔，一圈圓環形排水槽內的排水孔與相鄰一圈圓環形排水槽內的排水孔交錯排列。本實用新型的筒體底部的徑向排水槽是排列在筒體底部直徑方向上等分底部圓周的2 8道徑向排水槽，徑向排水槽內的排水孔位于徑向排水槽與圓環形排水槽的相交處。本實用新型的筒體內徑至少為28cm，筒體的內徑與高度比為3.99。本實用新型的上透水板和下透水板的徑向加工有孔徑為Imm的透水孔，相鄰兩徑向的透水孔交錯排列。本實用新型的上透水板與下透水板的結構相同。本實用新型采用在筒體底部加工有底部排水網，筒體底部設置下透水板，下透水板上設置透水濾紙，將土試樣裝入筒體內透水濾紙上，土試樣上表面放置濾紙，濾紙上放置上透水板，位移傳感器的位移桿與上透水板搭接，上透水板上千斤頂的上端與反力架的橫梁上的壓力傳感器的推桿搭接，轉動千斤頂，通過上透水板對土試樣加壓力，上透水板向下移動，土試樣的體積發生變化，位移傳感器將接收到土試樣的位移信號轉換成電信號并轉換成數字信號輸出到計算機，壓力傳感器將接收到對土試樣的壓力信號轉換成電信號并轉換成數字信號輸出到計算機，計算機按照事先設定的程序進行運算得出粗顆粒鹽潰土溶陷量。這種結構的粗顆粒鹽潰土溶陷試驗裝置，結構簡單、靈敏度高、實用性強，可作為測試粗顆粒鹽潰土溶陷特性的試 驗儀器。

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。圖2是圖1中筒體2的底部結構示意圖。圖3是圖1中下透水板11的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。實施例1在圖1-3中，本實施例的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置由反力架1、筒體2、位移傳感器3、壓力傳感器4、千斤頂5、濾紙6、上透水板7、計算機8、堵水皮塞9、底部墊塊10、下透水板11、盛水盤13、環形排水槽14、徑向排水槽15聯接構成。在反力架I的底部放置有底部墊塊10，反力架I的橫梁上用螺紋緊固聯接件固定聯接安裝有位移傳感器3和壓力傳感器4，位移傳感器3和壓力傳感器4通過數據線與計算機8相連。底部墊塊10為圓形凸臺，底部墊塊10的上表面加工有卡槽，卡槽的水平截面為圓形凹槽，卡槽的直徑小于底部墊塊10，沿底部墊塊10的側壁安裝有盛水盤13，盛水盤13呈環形卡在底部墊塊10外圈。在卡槽上放置有筒體2，筒體2為有機玻璃筒，筒體2的內徑至少為28cm，防止粗顆粒土的顆粒尺寸效應，本實施例的筒體2的內徑為28cm，筒體2的內徑與高度比為3.99，筒體2的底部均布加工有9圈圓環形排水槽14和4道徑向排水槽15。圓環形排水槽14是以筒體2底部中心為圓心的9圈同心圓環形排水槽14,圓環形排水槽14內加工有排水孔，一圈圓環形排水槽14內的排水孔與相鄰一圈圓環形排水槽14內的排水孔交錯排列，圓環形排水槽14的具體圈數應按照筒體2的內徑來具體確定。徑向排水槽15排列在筒體2底部直徑方向上等分底部圓周的4道徑向排水槽15，徑向排水槽15內加工有排水孔，徑向排水槽15內的排水孔位于徑向排水槽15與圓環形排水槽14的相交處。環形排水槽14、徑向排水槽15和排水孔構成筒體2的底部排水網，盛放在筒體2內的土試樣12滲透出水分可以通過底部的圓環形排水槽14內的排水孔流出匯集入徑向排水槽15，從徑向排水槽15的流出口處排出。徑向排水槽15的流出口處安裝有堵水皮塞9，排水時將堵水皮塞9去掉，不排水時塞上堵水皮塞9。筒體2底部放置有下透水板11，下透水板11的徑向均布加工有透水孔，透水孔的孔徑為1mm，相鄰徑向的透水孔交錯排列。下透水板11的上表面放置有濾紙6，用于過濾水中泥土。試驗時，在筒體2內壁和底部涂刷凡士林，增強土體與筒壁的潤滑性，防止粘土，將土試樣12放置在濾紙6上，土試樣12的上表面放置有濾紙6，濾紙6上放置有上透水板7，上透水板7的結構與下透水板11的結構完全相同，位移傳感器3的位移桿與上透水板7搭接。上透水板7的上表面中心位置放置千斤頂5，千斤頂5的上端與壓力傳感器4推桿搭接，轉動千斤頂5通過上透水板7對土試樣12加壓力，上透水板7向下移動，土試樣12的體積發生變化，逐級加壓至400kPa，土試樣12的體積變形穩定后，在上透水板7上加入淡水，土試樣12中的水分通過濾紙6過濾后、經下透水板11的透水孔、筒體2底部的底部排水網流出到盛水盤13，測試土試樣12的含水率和密度，位移傳感器3的位移桿向下移動，壓力傳感器4將接收到對土試樣12的壓力信號轉換成電信號并轉換成數字信號輸出到計算機8，位移傳感器3將接收到土試樣12的位移信號轉換成電信號并轉換成數字信號輸出計算機8，計算機8按照事先設定的程序進行運算得出粗顆粒鹽潰土溶陷量。實施例2本實施例中，在筒體2的底部均布加工有5圈環形排水槽14，環形排水槽14是以筒體2底部中心為圓心的5圈同心圓環形排水槽14,圓環形排水槽14內加工有排水孔,一圈圓環形排水槽14內的排水孔與相鄰一圈圓環形排水槽14內的排水孔交錯排列。筒體2底部的直徑方向上加工有等分底部圓周的2道徑向排水槽15，徑向排水槽15內加工有排水孔，徑向排水槽15內的排水孔位于徑向排水槽15與圓環形排水槽14的相交處。環形排水槽14、徑向排水槽15和排水孔構成筒體2的底部排水網，這種結構的排水網，適用于內徑稍小的筒體2。其它零部件以及零部件的聯接關系與實施例1相同。實施例3本實施例中，在筒體2的底部均布加工有20圈環形排水槽14，環形排水槽14是以筒體2底部中心為圓心的20圈同心圓環形排水槽14，圓環形排水槽14內加工有排水孔，一圈圓環形排水槽14內的排水孔與相鄰一圈圓環形排水槽14內的排水孔交錯排列。筒體2底部的直徑方向上加工有等分底部圓周的8道徑向排水槽15，徑向排水槽15內加工有排水孔，徑向排水槽15內的排水孔位于徑向排水槽15與圓環形排水槽14的相交處。環形排水槽14、徑向排水 槽15和排水孔構成筒體2的底部排水網，這種結構的排水網，適用于內徑大的筒體2。[0026]其它零部件以及零部件的聯接關系與實施例1相同。實施例4在以上的實施例1 3中，底部墊塊10的上表面加工有卡槽，卡槽呈環狀，卡槽的直徑小于底部墊塊10，沿底部墊塊10的側壁安裝有盛水盤13，盛水盤13呈環形卡在底部墊塊10外圈。在卡槽上放置有筒體2，筒體2為有機玻璃筒，筒體2的內徑為40cm。其它零部 件以及零部件的聯接關系與相應的實施例相同。
權利要求1.一種粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置，其特征在于:在反力架(I)的底部設置有底部墊塊(10)，反力架(I)的橫梁上設置通過數據線與計算機(8)相連的位移傳感器(3)和壓力傳感器(4)，底部墊塊(10)上表面設置位于卡槽內的筒體(2)、側壁設置盛水盤(13)，筒體(2)底部加工有環形排水槽(14)和徑向排水槽(15)，環形排水槽(14)和徑向排水槽(15)內加工有排水孔，徑向排水槽(15)的出口處設置有堵水皮塞(9)，筒體(2)底部設置上表面鋪設有濾紙(6)的下透水板(11)，濾紙(6)上設置有位于土試樣(12)，土試樣(12)上表面鋪設有濾紙(6)和濾紙(6)上的上透水板(7)，位移傳感器(3)的位移桿與上透水板(7)搭接，上透水板(7 )上表面設置有上端與壓力傳感器(4 )的推桿搭接的千斤頂(5 )。
2.根據權利要求1所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置，其特征在于:所述的筒體(2)底部的環形排水槽(14)是以筒體(2)底部中心為圓心的5 20圈同心圓環形排水槽(14)，圓環形排水槽(14)內加工有排水孔，一圈圓環形排水槽(14)內的排水孔與相鄰一圈圓環形排水槽(14)內的排水孔交錯排列。
3.根據權利要求1所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置，其特征在于:所述的筒體(2)底部的徑向排水槽(15)是排列在筒體(2)底部直徑方向上等分底部圓周的2 8道徑向排水槽(15)，徑向排水槽(15)內的排水孔位于徑向排水槽(15)與圓環形排水槽(14)的相交處。
4.根據權利要求1或2或3所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置，其特征在于:所述的筒體(2)內徑至少為28cm，筒體(2)的內徑與高度比為3.99。
5.根據權利要求 1所述的粗顆粒鹽潰土溶陷特性試驗裝置，其特征在于:所述的上透水板(7)和下透水板(11)的徑向加工有孔徑為Imm的透水孔，相鄰兩徑向的透水孔交錯排列；所述的上透水板(7)與下透水板(11)的結構相同。
專利摘要一種粗顆粒鹽漬土溶陷特性試驗裝置，在反力架的底部設置有底部墊塊，底部墊塊上設置有筒體、盛水盤，反力架的橫梁上設置位移傳感器和壓力傳感器，筒體底部加工有環形排水槽和徑向排水槽，環形排水槽和徑向排水槽內加工有排水孔，徑向排水槽的出口處設置有堵水皮塞，筒體底部設置有下透水板，下透水板上鋪設有濾紙，濾紙上設置有土試樣，土試樣上表面鋪設有濾紙和濾紙上的上透水板，位移傳感器的位移桿與上透水板搭接，上透水板上表面中心位置設置有上端與壓力傳感器搭接千斤頂。本實用新型具有結構簡單、靈敏度高、實用性強，可作為測試粗顆粒鹽漬土溶陷特性的試驗儀器。
文檔編號G01N33/24GK203148930SQ201320176288
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月9日 優先權日2013年4月9日
發明者張莎莎, 楊曉華, 戴志仁 申請人:長安大學