CN110618254B - 一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，包括试样存储装置、加载装置、注水装置及测量装置；所述试样存储装置用于装填待检测土壤，所述试样存储装置包括上端开口的圆柱型筒体，所述圆柱型筒体侧壁沿着其轴线方向设有至少一组圆孔组，每组圆孔组至少包括两个阵列分布在柱形筒外侧的圆孔，本装置可以根据不同要求及不同土质调节土样的量，进行模拟试验；本装置可以通过透明玻璃有效观察试验现象及进度；本装置可以通过不同圆孔组注水改良注水的角度及多少，基于上述理由本发明可在盐渍土溶陷性测量试验等领域广泛推广。

Description

一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置

技术领域

本发明涉及盐渍土溶陷性检测技术领域，具体是一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置。

背景技术

目前，盐渍土是一种特殊的地区性土，在世界各国均有分布。我国也是盐渍土分布较广的国家之一，主要分布在西北干旱地区的低平盆地和平原、华北平原及青藏高原的一些湖盆洼地中，另外，滨海地区也有相当面积的盐渍土分布。不同地区在盐渍土的工程特性存在着较大差异，而且同一地区也有很大差异。在盐渍土对公路工程形成的三大危害中，溶陷变形与盐胀同样起着重要的作用。在盐渍土地区进行建筑施工时，由于地基浸水，盐类遇水溶解，使得强度明显降低，产生了溶蚀现象，从而导致地基严重失稳，给国家造成了很大的经济损失。

除此之外，在工程勘察、土工试验以及工程的设计和施工方面关于盐渍土的溶陷还存在着许多实际问题，尚需继续进行深化的研究。土工试验一直是土木工程试验的重点之一，很多现场无法解决的试验需要在室内展开，由此催生了众多室内土工试验器材，试验器材的好坏直接影响试验结果，尤为重要。

因此现在提出一种用于检测盐渍土溶陷性系数的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，包括试样存储装置、加载装置、注水装置及测量装置；

所述试样存储装置用于装填待检测土壤，所述试样存储装置包括上端开口的圆柱型筒体，所述圆柱型筒体侧壁沿着其轴线方向设有至少一组圆孔组，每组圆孔组至少包括两个阵列分布在柱形筒外侧的圆孔，每个圆孔都配合设有一个用于起封堵作用的胶塞；

所述加载装置用于对装填在圆柱形筒体内部土壤进行压实处理，所述加载装置包括滑动配合在圆柱型筒体内壁的下盖，所述下盖与圆柱形筒体内壁间隙配合，所述下盖上端中间位置通过连接杆连接用于放置砝码的上盖；

所述注水装置用于向试样存储装置内部土壤供水，所述注水装置包括圆形玻璃管底座和设置在所述圆形玻璃管底座上的圆形玻璃管，所述圆形玻璃管的下方与胶皮导管的一端联通，所述胶皮导管的一端与其中一个所述圆孔联通，靠近所述胶皮导管的圆形玻璃管上设有节流阀。

所述测量装置的检测端与加载装置的下盖顶部连接用于检测下盖的移动幅度，下盖的移动幅度意味着土壤下陷值，所述测量装置包括设置在下盖上方的百分表，所述百分表的检测端与下盖连接。

作为本发明进一步的方案：每个砝码的重量为1kg，所述上盖的直径为下盖直径的一半。

作为本发明进一步的方案：所述圆孔的直径为5cm，所述柱形筒体的内径、高度以及厚度分别为：100mm、200mm、10mm。

作为本发明进一步的方案：所述测量装置还包括与百分表连接的支架，所述支架下端与存储装置底座连接，所述存储装置底座上端面设有与圆柱形筒体相配合的凹槽。

作为本发明进一步的方案：所述试样存储装置的外壁上和圆形玻璃管的外壁上均刻有刻度。

作为本发明进一步的方案：所述圆柱形筒体为透明有机玻璃制成。

作为本发明进一步的方案：所述圆孔组的数量为三组，且相邻圆孔组之间的间距为30cm。

作为本发明进一步的方案：所述试样存储装置上还设有辅助分割部件，所述辅助分割部件包括转动设置在圆柱形筒体上端口的固定环，所述固定环通过定位杆连接分割杆，所述分割杆设置在下盖与圆柱形筒体内壁之间的间隙中，所述分割杆与下盖之间不接触，所述圆柱形筒体外侧安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与固定环外侧从动齿环相互啮合的动力齿轮；

所述下盖下端设有伸缩杆，所述伸缩杆下端滑动套设有与圆柱形筒体底部连接的伸缩套，伸缩杆和伸缩套的配合使得下盖稳定下滑。

作为本发明进一步的方案：所述辅助分割部件还包括对试样存储装置产生上下震动的夯实组件，通过夯实组件产生的震动力使得试样存储装置内部的土壤在前期更加夯实，在检测时也更容易将溶陷产生的间隙填平，使得土壤高度下降更加明显；

所述夯实组件包括对称设置在存储装置底座下端的至少两个夯实导向杆，所述夯实导向杆下端滑动套设有与基座链接的夯实导向套，所述夯实导向套内部设有与夯实导向杆链接的复位弹簧，所述基座右上侧的轴承座上转动设有旋转杆，所述旋转杆一端设有偏心轮，偏心轮所在的存储装置底座下端设有与之相对应的辊筒件，辊筒件两端转动设有固定轴，固定轴与存储装置底座连接固定，所述旋转杆另一端通过带轮机构与驱动电机传动连接。

作为本发明进一步的方案：所述带轮机构包括设置在驱动电机输出端的驱动带轮和设置在传动杆上端的从动带轮，所述驱动带轮和从动带轮之间通过皮带传动连接，所述传动杆上穿设有定位轴承，所述定位轴承外圈与试样存储装置之间通过定位杆连接，所述传动杆下端设有与旋转杆端部从动齿轮相互啮合的驱动齿轮。

一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置的检测方法：向试样存储装置中加入不同含量的盐渍土，利用固定盖和施加砝码对盐渍土试样进行压实，待压实后，根据试样存储装置内土样含量的多少，再选择1～2个圆孔利用胶皮导管进行注水，其余圆孔用可拆卸胶塞塞紧，注水过程中，持续加放砝码，通过百分表检测土样压缩程度，从而完成盐渍土溶陷性测量试验；

通过夯实组件产生的震动力使得试样存储装置内部的土壤在前期更加夯实，在检测时也更容易将溶陷产生的间隙填平，使得土壤高度下降更加明显。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置可以根据不同要求及不同土质调节土样的量，进行模拟试验；本装置可以通过透明玻璃有效观察试验现象及进度；本装置可以通过不同圆孔组注水改良注水的角度及多少，基于上述理由本发明可在盐渍土溶陷性测量试验等领域广泛推广；

通过设置辅助分割部件，避免土壤柱四周与筒体内壁之间产生的吸附力影响对塌陷的检测，这样就有助于提高塌陷的效果，提高了实验的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例1中用于测量盐渍土溶陷性的试验装置结构示意图。

图2是本发明实施例1中测量装置结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

图4是本发明实施例3中固定环的结构示意图。

图5是本发明实施例4的结构示意图。

其中：试样存储装置1、圆孔组11、圆孔12、胶塞13、加载装置2、下盖21、连接杆22、上盖23、砝码24、注水装置3、圆形玻璃管底座31、圆形玻璃管32、胶皮导管33、刻度34、测量装置4、存储装置底座41、凹槽42、支架43、百分表44、辅助分割部件5、固定环51、分割杆52、伸缩杆53、伸缩套54、动力齿轮55、驱动电机56；

从动带轮60、驱动带轮61、传动杆62、定位轴承63、驱动齿轮64、从动齿轮65、旋转杆66、偏心轮67、辊筒件68、导向杆69、复位弹簧610、导向套611。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，包括试样存储装置1、加载装置2、注水装置3及测量装置4；

所述试样存储装置1用于装填待检测土壤，所述试样存储装置1包括上端开口的圆柱型筒体，所述圆柱型筒体侧壁沿着其轴线方向设有至少一组圆孔组11，每组圆孔组11至少包括两个阵列分布在柱形筒外侧的圆孔12，每个圆孔12都配合设有一个用于起封堵作用的胶塞13。

所述圆孔12的直径为5cm，所述柱形筒体的内径、高度以及厚度分别为：100mm、200mm、10mm。

所述加载装置2用于对装填在圆柱形筒体内部土壤进行压实处理，所述加载装置2包括滑动配合在圆柱型筒体内壁的下盖21，所述下盖21与圆柱形筒体内壁间隙配合，所述下盖21上端中间位置通过连接杆22连接用于放置砝码24的上盖23，每个砝码24的重量为1kg，所述上盖23的直径为下盖21直径的一半，后期通过在上盖24上放置砝码24，从而对下盖21产生下压力，以完成对土壤的压实处理。

所述注水装置3用于向试样存储装置1内部土壤供水，所述注水装置3包括圆形玻璃管底座31和设置在所述圆形玻璃管底座31上的圆形玻璃管32，所述圆形玻璃管32的下方与胶皮导管33的一端联通，所述胶皮导管33的一端与其中一个所述圆孔12联通，靠近所述胶皮导管33的圆形玻璃管32上设有节流阀，通过节流阀控制圆形玻璃管32中的水进入试样存储装置1内部的水量。

所述测量装置4的检测端与加载装置2的下盖21顶部连接用于检测下盖21的移动幅度，下盖21的移动幅度意味着土壤下陷值，所述测量装置4包括设置在下盖21上方的百分表44，所述百分表44的检测端与下盖21连接。

所述测量装置4还包括与百分表44连接的支架43，所述支架43下端与存储装置底座41连接，所述存储装置底座41上端面设有与圆柱形筒体相配合的凹槽42。

所述试样存储装置1的外壁上和圆形玻璃管32的外壁上均刻有刻度34。

所述圆柱形筒体为透明有机玻璃制成。

实施例2

与实施例1相区别的是：所述圆孔组11的数量为三组，且相邻圆孔组之间的间距为30cm；

第一组圆孔组中包括两个直径为5mm的圆孔12；第一组圆孔组11上30mm处开有第二组圆孔组11，第二组圆孔组11中包括两个直径为5mm的圆孔12；第二组圆孔组11上30mm处开有第三组圆孔组11，第三组圆孔组11中包括两个直径为5mm的圆孔12。

本发明的工作原理：使用状态下，根据试验要求向试样存储装置1中加入不同含量的盐渍土，利用固定盖和施加砝码24对盐渍土试样进行压实，待压实后，根据试样存储装置1内土样含量的多少，再选择1～2个圆孔12利用胶皮导管33进行注水，其余圆孔12用可拆卸胶塞13塞紧，注水过程中，持续加放砝码24，并观察土样压缩现象，完成盐渍土溶陷性测量试验。

实施例3

请参阅图3-4，为了避免土壤柱四周与筒体内壁之间产生的吸附力影响对塌陷的检测，所述试样存储装置1上还设有辅助分割部件5，所述辅助分割部件5包括转动设置在圆柱形筒体上端口的固定环51，所述固定环51通过定位杆连接分割杆52，所述分割杆52设置在下盖21与圆柱形筒体内壁之间的间隙中，所述分割杆52与下盖21之间不接触，所述圆柱形筒体外侧安装有驱动电机56，所述驱动电机56的输出端设有与固定环51外侧从动齿环相互啮合的动力齿轮55，通过驱动电机56配合齿轮传动，从而带动固定环51转动，固定环51转动时会带动分割杆52将筒体内壁与土壤柱分割开，这样就有助于提高塌陷的效果，提高了实验的准确性；

为了使得下盖21升降更加平稳，所述下盖21下端设有伸缩杆53，所述伸缩杆53下端滑动套设有与圆柱形筒体底部连接的伸缩套54，伸缩杆53和伸缩套54的配合使得下盖21稳定下滑。

实施例4

请参阅图5，所述辅助分割部件5还包括对试样存储装置1产生上下震动的夯实组件，通过夯实组件产生的震动力使得试样存储装置1内部的土壤在前期更加夯实，在检测时也更容易将溶陷产生的间隙填平，使得土壤高度下降更加明显；

所述夯实组件包括对称设置在存储装置底座41下端的至少两个夯实导向杆69，所述夯实导向杆69下端滑动套设有与基座链接的夯实导向套611，所述夯实导向套611内部设有与夯实导向杆69链接的复位弹簧610，所述基座右上侧的轴承座上转动设有旋转杆，所述旋转杆一端设有偏心轮67，偏心轮67所在的存储装置底座41下端设有与之相对应的辊筒件68，辊筒件68两端转动设有固定轴，固定轴与存储装置底座41连接固定，所述旋转杆另一端通过带轮机构与驱动电机56传动连接；

通过驱动电机56配合带轮机构带动旋转杆66转动，旋转杆66带动偏心轮67间歇性对辊筒件68产生一个作用力，从而使得试样存储装置1向上运动，再配合复位弹簧610的复位，从而使得试样存储装置1不断的颠簸，试样存储装置1内部的土壤就会不断的被夯实，一方面可以提高实验的准确性，另一方面可以使得实验效果更加明显；

所述带轮机构包括设置在驱动电机56输出端的驱动带轮61和设置在传动杆62上端的从动带轮60，所述驱动带轮61和从动带轮60之间通过皮带传动连接，所述传动杆62上穿设有定位轴承63，所述定位轴承63外圈与试样存储装置1之间通过定位杆连接，所述传动杆62下端设有与旋转杆66端部从动齿轮65相互啮合的驱动齿轮64；

在驱动电机56带动分割杆52进行分割的同时，带轮机构也将驱动电机56的输出动力转成旋转杆66的旋转力，从而使得试样存储装置1上下震动完成夯实操作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，包括试样存储装置(1)、加载装置(2)、注水装置(3)及测量装置(4)；

其特征在于，所述试样存储装置(1)用于装填待检测土壤，所述试样存储装置(1)包括上端开口的圆柱型筒体，所述圆柱型筒体侧壁沿着其轴线方向设有至少一组圆孔组(11)，每组圆孔组(11)至少包括两个阵列分布在柱形筒外侧的圆孔(12)，每个圆孔(12)都配合设有一个用于起封堵作用的胶塞(13)；

所述加载装置(2)用于对装填在圆柱形筒体内部土壤进行压实处理，所述加载装置(2)包括滑动配合在圆柱型筒体内壁的下盖(21)，所述下盖(21)与圆柱形筒体内壁间隙配合，所述下盖(21)上端中间位置通过连接杆(22)连接用于放置砝码(24)的上盖(23)；

所述注水装置(3)用于向试样存储装置(1)内部土壤供水，所述注水装置(3)包括圆形玻璃管底座(31)和设置在所述圆形玻璃管底座(31)上的圆形玻璃管(32)，所述圆形玻璃管(32)的下方与胶皮导管(33)的一端联通，所述胶皮导管(33)的一端与其中一个所述圆孔(12)联通，靠近所述胶皮导管(33)的圆形玻璃管(32)上设有节流阀；

所述测量装置(4)的检测端与加载装置(2)的下盖(21)顶部连接用于检测下盖(21)的移动幅度，下盖(21)的移动幅度意味着土壤下陷值，所述测量装置(4)包括设置在下盖(21)上方的百分表(44)，所述百分表(44)的检测端与下盖(21)连接；

所述测量装置(4)还包括与百分表(44)连接的支架(43)，所述支架(43)下端与存储装置底座(41)连接，所述存储装置底座(41)上端面设有与圆柱形筒体相配合的凹槽(42)；

所述试样存储装置(1)上还设有辅助分割部件(5)，所述辅助分割部件(5)包括转动设置在圆柱形筒体上端口的固定环(51)，所述固定环(51)通过定位杆连接分割杆(52)，所述分割杆(52)设置在下盖(21)与圆柱形筒体内壁之间的间隙中，所述分割杆(52)与下盖(21)之间不接触，所述圆柱形筒体外侧安装有驱动电机(56)，所述驱动电机(56)的输出端设有与固定环(51)外侧从动齿环相互啮合的动力齿轮(55)；所述下盖(21)下端设有伸缩杆(53)，所述伸缩杆(53)下端滑动套设有与圆柱形筒体底部连接的伸缩套(54)，伸缩杆(53)和伸缩套(54)的配合使得下盖(21)稳定下滑。

2.根据权利要求1所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，其特征在于，每个砝码(24)的重量为1kg。

3.根据权利要求1所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，其特征在于，所述上盖(23)的直径为下盖(21)直径的一半。

4.根据权利要求1所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，其特征在于，所述圆孔(12)的直径为5cm，所述柱形筒体的内径、高度以及厚度分别为：100mm、200mm、10mm。

5.根据权利要求1所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，其特征在于，所述试样存储装置(1)的外壁上和圆形玻璃管(32)的外壁上均刻有刻度(34)。

6.根据权利要求1所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，其特征在于，所述辅助分割部件(5)还包括对试样存储装置(1)产生上下震动的夯实组件，通过夯实组件产生的震动力使得试样存储装置(1)内部的土壤在前期更加夯实，在检测时也更容易将溶陷产生的间隙填平，使得土壤高度下降更加明显；夯实组件包括对称设置在存储装置底座(41)下端的至少两个夯实导向杆(69)，所述夯实导向杆(69)下端滑动套设有与基座链接的夯实导向套(611)，所述夯实导向套(611)内部设有与夯实导向杆(69)链接的复位弹簧(610)，所述基座右上侧的轴承座上转动设有旋转杆，所述旋转杆一端设有偏心轮(67)，偏心轮(67)所在的存储装置底座(41)下端设有与之相对应的辊筒件(68)，辊筒件(68)两端转动设有固定轴，固定轴与存储装置底座(41)连接固定，所述旋转杆另一端通过带轮机构与驱动电机(56)传动连接。

7.根据权利要求6所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置，所述带轮机构包括设置在驱动电机(56)输出端的驱动带轮(61)和设置在传动杆(62)上端的从动带轮(60)，所述驱动带轮(61)和从动带轮(60)之间通过皮带传动连接，所述传动杆(62)上穿设有定位轴承(63)，所述定位轴承(63)外圈与试样存储装置(1)之间通过定位杆连接，所述传动杆(62)下端设有与旋转杆(66)端部从动齿轮(65)相互啮合的驱动齿轮(64)。

8.一种权利要求1-7任一所述的用于测量盐渍土溶陷性的试验装置的检测方法，其特征在于，向试样存储装置(1)中加入不同含量的盐渍土，利用固定盖和施加砝码(24)对盐渍土试样进行压实，待压实后，根据试样存储装置(1)内土样含量的多少，再选择1～2个圆孔(12)利用胶皮导管(33)进行注水，其余圆孔(12)用可拆卸胶塞(13)塞紧，注水过程中，持续加放砝码(24)，通过百分表(44)检测土样压缩程度，从而完成盐渍土溶陷性测量试验，通过设置辅助分割部件(5)，避免土壤柱四周与筒体内壁之间产生的吸附力影响对塌陷的检测，这样就有助于提高塌陷的效果，提高了实验的准确性。

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