一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，包括共振柱、壓力罩、內壓力室和體變計，共振柱頂部設有壓力罩；內壓力室設置于共振柱內部；在內壓力室的室內腔從下至上依次設有土樣非飽和底座、土樣和土樣上帽，土樣非飽和底座頂部設有高進氣值陶土板，土樣底部連通設有若干個尼龍導水管B，在土樣非飽和底座內部中空結構中安裝有與土樣底部相接觸的彎曲元系統；在土樣上帽內部中空結構中也安裝有彎曲元系統，土樣頂部連通設有若干個尼龍導水管C，在土樣上帽上方匹配設有壓板驅動系統；體變計通過尼龍導水管A與內壓力室的室內腔相連通。本實用新型能夠滿足標定彎曲元測試系統以及準確控制土樣基質吸力和測量土樣體變的需要。
【專利說明】
一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種土工試驗裝置，尤其涉及一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置。
【背景技術】
[0002]隨著彎曲元測試系統在國內外的應用，彎曲元測試剪切波速已然成為土體最大剪切模量測試的最便捷方式，由于受到加工工藝等影響，彎曲元系統測試性能的可靠性需要標定。目前，針對干土和飽和土的彎曲元共振柱對比試驗已有開展，但是針對非飽和土體的對比試驗尚未開展，主要困難在于無法將彎曲元安裝在非飽和底座上，因此無法準確控制非飽和土中的基質吸力，另外一個困難在于現有共振柱不能量測非飽和土的體變。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術存在的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，能夠滿足標定彎曲元測試系統以及準確控制試驗土樣基質吸力和測量土樣體變的需要。
[0004]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:
[0005]—種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，包括共振柱、壓力罩、內壓力室和體變計，所述共振柱底部設有共振柱底座，共振柱頂部設有壓力罩;所述內壓力室設置于共振柱內部;在內壓力室的室內腔從下至上依次設有土樣非飽和底座、土樣和土樣上帽，所述土樣非飽和底座頂部設有高進氣值陶土板，所述土樣底部連通設有若干個尼龍導水管B，所述尼龍導水管B的一端管口與土樣底部連通，尼龍導水管B的另一端管口依次貫穿高進氣值陶土板、土樣非飽和底座、共振柱底座并置于共振柱外部，所述土樣非飽和底座具有內部中空結構，在土樣非飽和底座內部中空結構中安裝有與土樣底部相接觸的彎曲元系統;所述土樣上帽具有內部中空結構，在土樣上帽內部中空結構中也安裝有彎曲元系統，兩個彎曲元系統通過信號線A與位于共振柱外部的控制部件連接，所述土樣頂部連通設有若干個尼龍導水管C，該尼龍導水管C的一端管口與土樣頂部連通，尼龍導水管C的另一端管口穿過土樣上帽并置于共振柱外部，在土樣上帽上方匹配設有壓板驅動系統;所述體變計底部設有連通其內腔的導水管A，體變計通過尼龍導水管A與內壓力室的室內腔相連通，體變計內部填充有除氣水，所述內壓力室的室內腔中填充有包圍土樣的除氣水。
[0006]為了更好地實現本實用新型，本彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置還包括尼龍加氣管，所述尼龍加氣管貫穿壓力罩與內壓力室的室內腔相連通。
[0007]為了便于壓板驅動系統更好地安裝與固定，所述共振柱內部設有支撐臺，所述壓板驅動系統通過壓固螺栓與支撐臺頂部連接固定，可以發揮壓板驅動系統相應的功能。
[0008]進一步的技術方案是:所述壓板驅動系統頂部設有LVDT軸變傳感器，LVDT軸變傳感器通過信號線B(24)與外部控制器和顯示器連接。
[0009]作為優選，所述體變計頂部設有連通其內腔的尼龍連通管，體變計通過尼龍連通管與共振柱內部相連通。
[0010]作為優選，所述土樣頂部位于尼龍導水管C管口位置處匹配設有圓環型透水石，圓環型透水石可以防止土樣頂部的土顆粒進入尼龍導水管C內而堵塞尼龍導水管C的管路;土樣底部位于尼龍導水管B管口位置處匹配設有圓環型透水石，圓環型透水石可以防止土樣底部的土顆粒進入尼龍導水管B內而堵塞尼龍導水管B的管路。
[0011]作為優選，所述土樣的外部緊密包裹設有乳膠膜，乳膠膜上端與土樣上帽連接固定，乳膠膜下端與土樣非飽和底座連接固定。
[0012]本實用新型較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0013]本實用新型通過這種改進的共振柱儀器，可以實現非飽和土體的基質吸力控制和體變測量，不僅可以完成干土和飽和土的彎曲元共振柱的對比試驗，也可以完成準確控制基質吸力的非飽和土彎曲元共振柱的對比試驗，更好的校核彎曲元系統測試的準確性，同時拓展共振柱系統應用于非飽和土試驗測試領域。本實用新型結構新穎、原理明確、操作方便。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的剖面結構圖；
[0015]圖2為本實用新型的土樣非飽和底座平面圖。
[0016]其中，附圖中的附圖標記所對應的名稱為:
[0017]I 一共振柱底座，2 —壓力罩，3— 土樣非飽和底座，4一土樣上帽，5 —高進氣值陶土板，6—密固螺栓，7 —信號線A，8—尼龍導水管A，9一內壓力室，10—支撐臺，11 一彎曲元系統，12 — 土樣，13—乳膠膜，14一壓板驅動系統，15 — LVDT軸變傳感器，16 —體變計，17—除氣水，18—圓環型透水石，19 一尼龍連通管，20 —尼龍加氣管，21—壓固螺栓，22—尼龍導水管B ,23—尼龍導水管C ,24 —信號線B。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明:
[0019]實施例
[0020]如圖1?圖2所示，一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，包括共振柱底座1、壓力罩2、土樣非飽和底座3、土樣上帽4、高進氣值陶土板5、密固螺栓6、信號線A7、信號線B24、尼龍導水管A8、尼龍導水管B22、尼龍導水管C23、內壓力室9、支撐臺10、彎曲元系統11、土樣12、乳膠膜13、壓板驅動系統14、LVDT軸變傳感器15、體變計16、蒸餾水17，圓環透水石18、尼龍連通管19、尼龍加氣管20和壓固螺栓21。共振柱底部設有共振柱底座1，共振柱頂部設有壓力罩2，壓力罩2壓在共振柱底座I和共振柱的上面。內壓力室9設置于共振柱內部，內壓力室9下部緊貼土樣非飽和底座3。在內壓力室9的室內腔從下至上依次設有土樣非飽和底座3、土樣12和土樣上帽4，本實施例的土樣非飽和底座3固定在共振柱底座I中心。土樣非飽和底座3頂部設有高進氣值陶土板5，本實施例優選的高進氣值陶土板5的表面形狀為圓環形，便于安裝彎曲元系統11，其目的是可以控制基質吸力。土樣12底部連通設有若干個尼龍導水管B22，尼龍導水管B22的一端管口與土樣12底部連通，尼龍導水管B22的另一端管口依次貫穿高進氣值陶土板5、土樣非飽和底座3、共振柱底座I并置于共振柱外部，尼龍導水管B22經由高進氣值陶土板5連通到土樣12里面。土樣非飽和底座3具有內部中空結構，在土樣非飽和底座3內部中空結構中安裝有與土樣12底部相接觸的彎曲元系統11。土樣上帽4安裝在土樣12上面，通過尼龍導水管C23與共振柱外部相通，本實施例的土樣上帽4優選采用有機玻璃材料制造。土樣上帽4具有內部中空結構，在土樣上帽4內部中空結構中也安裝有彎曲元系統11，兩個彎曲元系統11 (土樣非飽和底座3內部中空結構的彎曲元系統11與土樣上帽4內部中空結構的彎曲元系統11)通過信號線A7與位于共振柱外部的控制部件連接，本實施例的彎曲元系統11位于土樣非飽和底座3和土樣上帽4中心，通過密固螺栓6固定和密封，經由信號線A7連到共振柱外部。土樣12頂部連通設有若干個尼龍導水管C23，該尼龍導水管C23的一端管口與土樣12頂部連通，尼龍導水管C23的另一端管口穿過土樣上帽4并置于共振柱外部，在土樣上帽4上方匹配設有壓板驅動系統14;體變計16底部設有連通其內腔的導水管AS，本實施例的體變計14優選采用石英玻璃管體，變計16通過尼龍導水管AS與內壓力室9室內腔相連通，體變計16內部填充有除氣水17，內壓力室9室內腔中填充有包圍土樣12的除氣水17。
[0021]如圖1所示，本實用新型還包括尼龍加氣管20，尼龍加氣管20貫穿壓力罩2與內壓力室9的室內腔相連通。本實施例的除氣水17淹沒土樣12，除氣水17貫通流通于內壓力室9和體變計16中，根據體變計16的除氣水17液面變化，反算試驗中土樣12的體變，以達到精確量測土樣12體變的需求，尼龍加氣管20位于壓力罩2頂部，給土樣12加壓后，待土樣12穩定后，量測土樣12體變，進行非飽和土的彎曲元共振柱對比試驗。
[0022]如圖1所示，共振柱內部設有支撐臺10，壓板驅動系統14通過壓固螺栓21與支撐臺10頂部連接固定。本實施例的壓板驅動系統14壓在土樣上帽4上面，通過壓固螺栓21固定在支撐臺10上。
[0023]壓板驅動系統14頂部設有LVDT軸變傳感器15，如圖1所示，本實施例的LVDT軸變傳感器15位于壓板系統14上面，LVDT軸變傳感器15通過信號線B24與外部控制器和顯示器連接。
[0024]如圖1所示，體變計16頂部設有連通其內腔的尼龍連通管19，體變計16通過尼龍連通管19與共振柱內部相連通。
[0025]土樣12頂部位于尼龍導水管C23管口位置處匹配設有圓環型透水石18，圓環型透水石18可以防止土樣12頂部的土顆粒進入尼龍導水管C23內而堵塞尼龍導水管C23的管路，甚至造成試驗失敗。土樣12底部位于尼龍導水管B22管口位置處匹配設有圓環型透水石18，圓環型透水石18可以防止土樣12底部的土顆粒進入尼龍導水管B22內而堵塞尼龍導水管B22的管路，甚至造成試驗失敗。
[0026]如圖1所示，土樣12的外部緊密包裹設有乳膠膜13，乳膠膜13上端與土樣上帽4連接固定，乳膠膜13下端與土樣非飽和底座3連接固定，本實施例的乳膠膜13緊貼土樣12固定在土樣非飽和底座3和土樣上帽4上。
[0027]上述實施方式只是本實用新型的一個優選實施例，并不是用來限制本實用新型的實施與權利范圍的，凡依據本實用新型申請專利保護范圍所述的內容做出的等效變化和近似替換，均應落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:包括共振柱、壓力罩(2)、內壓力室(9)和體變計(16)，所述共振柱底部設有共振柱底座(I)，共振柱頂部設有壓力罩(2);所述內壓力室(9)設置于共振柱內部;在內壓力室(9)的室內腔從下至上依次設有土樣非飽和底座(3)、土樣(12)和土樣上帽(4)，所述土樣非飽和底座(3)頂部設有高進氣值陶土板(5)，所述土樣(12)底部連通設有若干個尼龍導水管B(22)，所述尼龍導水管B(22)的一端管口與土樣(12)底部連通，尼龍導水管B(22)的另一端管口依次貫穿高進氣值陶土板(5)、土樣非飽和底座(3)、共振柱底座(I)并置于共振柱外部，所述土樣非飽和底座(3)具有內部中空結構，在土樣非飽和底座(3)內部中空結構中安裝有與土樣(12)底部相接觸的彎曲元系統(11);所述土樣上帽(4)具有內部中空結構，在土樣上帽(4)內部中空結構中也安裝有彎曲元系統(11)，所述土樣(12)頂部連通設有若干個尼龍導水管C(23)，該尼龍導水管C(23)的一端管口與土樣(12)頂部連通，尼龍導水管C(23)的另一端管口穿過土樣上帽(4)并置于共振柱外部，在土樣上帽(4)上方匹配設有壓板驅動系統(14);所述體變計(16)底部設有連通其內腔的導水管A(8)，體變計(16)通過尼龍導水管A(8)與內壓力室(9)室內腔相連通，體變計(16)內部填充有除氣水(17)，所述內壓力室(9)室內腔中填充有包圍土樣(12)的除氣水(17)。2.按照權利要求1所述的一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:還包括尼龍加氣管(20)，所述尼龍加氣管(20)貫穿壓力罩(2)與內壓力室(9)的室內腔相連通。3.按照權利要求1所述的一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:所述共振柱內部設有支撐臺(10)，所述壓板驅動系統(14)通過壓固螺栓(21)與支撐臺(10)頂部連接固定。4.按照權利要求1或3所述的一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:所述壓板驅動系統(14)頂部設有LVDT軸變傳感器(15)。5.按照權利要求1所述的一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:所述體變計(16)頂部設有連通其內腔的尼龍連通管(19)，體變計(16)通過尼龍連通管(19)與共振柱內部相連通。6.按照權利要求1所述的一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:所述土樣(12)頂部位于尼龍導水管C(23)管口位置處匹配設有圓環型透水石(18)，土樣(12)底部位于尼龍導水管B( 22)管口位置處匹配設有圓環型透水石(18)。7.按照權利要求1或6所述的一種彎曲元共振柱聯合測試非飽和土裝置，其特征在于:所述土樣(12)的外部緊密包裹設有乳膠膜(13)，乳膠膜(13)上端與土樣上帽(4)連接固定，乳膠膜(13)下端與土樣非飽和底座(3)連接固定。
【文檔編號】G01N3/00GK205483774SQ201620241363
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月26日
【發明人】王勇, 程朋, 孔令偉, 王艷麗, 李雄威, 汪明沅, 蔡可鍵
【申請人】中國科學院武漢巖土力學研究所