CN113188901A - 一种土体试样压缩固结试验*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土体试样压缩固结试验***，属于压缩固结试验技术领域。所述土体试样压缩固结试验***包括：X射线电子计算机断层扫描设备、支撑筒、连接筒及加压装置；所述支撑筒可拆卸式地与所述连接筒连接，所述支撑筒与所述连接筒连通；所述加压装置的第一端穿过所述连接筒，所述加压装置的中部可滑动式地设置在所述连接筒内，所述加压装置的第二端可滑动式地设置在所述支撑筒内；所述支撑筒、连接筒及加压装置均设置在所述X射线电子计算机断层扫描设备内。本发明土体试样压缩固结试验***可以在压缩固结试验过程中同步对试样进行断层扫描，从图像上进一步对压缩情况进行分析，对压缩固结全过程了解更加详细。
Description
技术领域
本发明涉及压缩固结试验技术领域，特别涉及一种土体试样压缩固结试验***。
背景技术
现在一般地基处理设计中以及相关地基固结研究中，都需要获取地基土体的压缩及固结参数，从而可以进行地基处理设计，计算地基压缩固结量等。对此类参数(压缩系数av、压缩指数Cc、固结系数Cv等)往往需要通过压缩固结试验获取。当待测砂石土样颗粒极易发生破碎时，由其组成的土体的宏观力学强度更应当被慎重考虑。通过进行压缩固结试验，可以简单高效地对颗粒破碎情况进行研究。
但是，现有技术中的压缩固结试验仪在研究易破碎试样时，往往通过比对试验前后的颗粒级配曲线来研究颗粒破碎情况，无法在实验过程中同步进行。
发明内容
本发明提供一种土体试样压缩固结试验***，解决了或部分解决了现有技术中压缩固结试验仪在研究易破碎试样时，往往通过比对试验前后的颗粒级配曲线来研究颗粒破碎情况，无法在实验过程中同步进行的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种土体试样压缩固结试验***包括：X射线电子计算机断层扫描设备、支撑筒、连接筒及加压装置；所述支撑筒可拆卸式地与所述连接筒连接，所述支撑筒与所述连接筒连通；所述加压装置的第一端穿过所述连接筒，所述加压装置的中部可滑动式地设置在所述连接筒内，所述加压装置的第二端可滑动式地设置在所述支撑筒内；所述支撑筒、连接筒及加压装置均设置在所述X射线电子计算机断层扫描设备内。
进一步地，所述加压装置包括：活塞、活塞环及压板；所述活塞的第一端穿过所述连接筒；所述活塞的中部固定设置有活塞环，所述活塞环可滑动式地设置在所述连接筒内，所述活塞环的外径与所述连接筒的内径相匹配；所述活塞的第二端与所述压板固定连接，所述压板可滑动式地设置在所述支撑筒内。
进一步地，所述活塞环背离压力板的端面与所述连接筒之间形成压力室；所述压力室上开设有加压孔及泄压孔。
进一步地，所述加压装置还包括：垫块；所述垫块的第一端可拆卸式地与所述活塞的第二端连接，所述垫块的第二端可拆卸式地与所述压板连接。
进一步地，所述连接筒上开设有通孔；所述活塞的第一端穿过所述通孔，所述通孔内设置有第一密封圈。
进一步地，所述活塞环的周面上设置有第二密封圈。
进一步地，所述土体试样压缩固结试验***还包括：底座；所述支撑筒背离所述连接筒的端部可拆卸式地设置在所述底座上。
进一步地，所述土体试样压缩固结试验***还包括：位移传感器；所述位移传感器的固定端与所述连接筒固定连接，所述位移传感器的测量端与所述加压装置的第一端接触。
进一步地，所述位移传感器的固定端通过固定架与所述连接筒固定连接。
进一步地，所述土体试样压缩固结试验***还包括：标准块；所述标准块可拆卸式地设置在所述支撑筒内；所述加压装置的第二端可压迫在所述标准块上。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于支撑筒可拆卸式地与连接筒连接，支撑筒与连接筒连通，加压装置的第一端穿过连接筒，加压装置的中部可滑动式地设置在连接筒内，加压装置的第二端可滑动式地设置在支撑筒内，所以，当对土体试样进行压缩固结试验时，将土体试样放入支撑筒内，加压装置的中部在连接筒内向支撑筒的方向动作，加压装置的第二端压迫支撑筒内的土体试样，由于支撑筒、连接筒及加压装置均设置在X射线电子计算机断层扫描设备内，所以，当加压装置的第二端压迫支撑筒内的土体试样时，通过X射线电子计算机断层扫描设备可以在压缩固结试验过程中同步对土体试样进行断层扫描，从图像上进一步对压缩情况进行分析，对压缩固结全过程了解更加详细，从而实现压缩固结过程中土体试样内部微观层面上的相互作用机理的研究。
附图说明
图1为本发明实施例提供的土体试样压缩固结试验***的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种土体试样压缩固结试验***包括：X射线电子计算机断层扫描设备、支撑筒1、连接筒2及加压装置3。
支撑筒1可拆卸式地与连接筒2连接，支撑筒1与连接筒2连通。
加压装置3的第一端穿过连接筒2，加压装置3的中部可滑动式地设置在连接筒内2，加压装置3的第二端可滑动式地设置在支撑筒1内。
支撑筒1、连接筒2及加压装置3均设置在X射线电子计算机断层扫描设备内。
本申请具体实施方式由于支撑筒1可拆卸式与连接筒2连接，支撑筒1与连接筒2连通，加压装置3的第一端穿过连接筒2，加压装置3的中部可滑动式地设置在连接筒内2，加压装置3的第二端可滑动式地设置在支撑筒1内，所以，当对土体试样进行压缩固结试验时，将土体试样放入支撑筒1内，加压装置3的中部在连接筒2内向支撑筒1的方向动作，加压装置3的第二端压迫支撑筒1内的土体试样，由于支撑筒1、连接筒2及加压装置3均设置在X射线电子计算机断层扫描设备内，所以，当加压装置3的第二端压迫支撑筒1内的土体试样时，通过X射线电子计算机断层扫描设备可以在压缩固结试验过程中同步对土体试样进行断层扫描，从图像上进一步对压缩情况进行分析，对压缩固结全过程了解更加详细，从而实现压缩固结过程中土体试样内部微观层面上的相互作用机理的研究。
在本实施方式中，支撑筒1可拆卸式地与连接筒2螺纹连接，便于放置土体试样。
具体地，加压装置3包括：活塞3-1、活塞环3-2及压板3-3。
活塞3-1的第一端穿过连接筒2。
活塞3-1的中部固定设置有活塞环3-2，活塞环3-2可滑动式地设置在连接筒2内，活塞环3-2的外径与连接筒2的内径相匹配。
活塞3-1的第二端与压板3-3固定连接，压板3-3可滑动式地设置在支撑筒1内。
活塞环3-2背离压力板3-3的端面与连接筒2之间形成压力室3-5；压力室3-5上开设有加压孔3-6及泄压孔3-7。
当对土体试样进行压缩固结试验时，将土体试样放入支撑筒1内，通水泵向加压孔3-6进行供水，水进入压力室3-5内，实现逐级载荷的施加，同时，泄压孔3-7封闭，在水压的作用下，推动活塞环3-2向支撑筒1的方向动作，进而带动活塞3-1向支撑筒的1的方向动作，活塞3-1带动压板3-3向支撑筒1的方向动作，使压板3-3压迫在土体试样上，进行压缩固结试验，荷载压力可达到10MPa，方便研究高压力作用下试样间的孔隙演化规律，通过控制水泵向加压孔3-6进行供水，使荷载可稳定保持在固定水平，不易受到外部影响，有效减小试验误差，试验获得数据多，得到的曲线较为连续，提高了测定参数的准确性。
具体地，加压装置还包括：垫块3-8。
垫块3-8的第一端可拆卸式地与活塞3-1的第二端连接，垫块3-8的第二端可拆卸式地与压板3-3连接。
当土体试样较小时，即，当试样高度为80mm时，将垫块3-8安装在活塞3-1与压板3-3之间，保证压板3-3压迫在土体试样上，当土体试样较大时，即，当试样高度为160mm时，将垫块3-8由活塞3-1与压板3-3之间拆下。
具体地，连接筒2上开设有通孔；活塞3-1的第一端穿过通孔，通孔内设置有第一密封圈3-4，用于保证压力室3-5的密封性。
具体地，活塞环3-2的周面上设置有第二密封圈3-9，用于保证压力室3-5的密封性。
具体地，土体试样压缩固结试验***还包括：底座4。
支撑筒1背离连接筒2的端部可拆卸式地设置在底座4上。在本实施方式中，底座4上开设有多边形凹槽，支撑筒1朝向底座的端面为多边形，凹槽的形状与支撑筒1朝向底座端部的形状一致，使支撑筒1可嵌入凹槽内。
当连接筒2与支撑筒1螺纹连接时，将支撑筒1朝向底座的端面嵌入底座4上开设有多边形凹槽内，对支撑筒1进行限位，便于连接筒2与支撑筒1螺纹连接，当连接筒2与支撑筒1连接完毕时，将支撑筒1朝向底座的端面与底座4上开设有多边形凹槽分离。
具体地，土体试样压缩固结试验***还包括：位移传感器5。
位移传感器5的固定端与连接筒2固定连接，位移传感器5的测量端与加压装置3的第一端接触。在本实施方式中，位移传感器5的测量端与加压装置3的活塞3-1的第一端接触。
当加压装置3的活塞3-1带动压板3-3向支撑筒1的方向动作，使压板3-3压迫在土体试样上，进行压缩固结试验时，位移传感器5的测量端获取加压装置3的活塞3-1的第一端位移量，即可以获取土体试样压缩过程中的压缩量，位移传感器5将压缩量并发送给实验数据采集箱。
位移传感器5的固定端通过固定架6与连接筒2固定连接，保证连接牢靠。
具体地，土体试样压缩固结试验***还包括：标准块7。
标准块7可拆卸式地设置在支撑筒1内，加压装置3的第二端可压迫在标准块7上。在本实施方式中，标准块7的材质可以为铝合金。
在压缩固结试验开始之前，首先把标准块7放入支撑筒1中，加压装置3的中部在连接筒2内向支撑筒1的方向动作，加压装置3的第二端压迫支撑筒1内的土体试样，得到在逐级压力下的变形量，需要在今后的试验中减去这部分变形量以减少试验误差，随后开始正式的试验，保证测量获得数据精确。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种土体试样压缩固结试验***，其特征在于，包括：X射线电子计算机断层扫描设备、支撑筒、连接筒及加压装置；
所述支撑筒可拆卸式地与所述连接筒连接，所述支撑筒与所述连接筒连通；
所述加压装置的第一端穿过所述连接筒，所述加压装置的中部可滑动式地设置在所述连接筒内，所述加压装置的第二端可滑动式地设置在所述支撑筒内；
所述支撑筒、连接筒及加压装置均设置在所述X射线电子计算机断层扫描设备内。
2.根据权利要求1所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于，所述加压装置包括：活塞、活塞环及压板；
所述活塞的第一端穿过所述连接筒；
所述活塞的中部固定设置有活塞环，所述活塞环可滑动式地设置在所述连接筒内，所述活塞环的外径与所述连接筒的内径相匹配；
所述活塞的第二端与所述压板固定连接，所述压板可滑动式地设置在所述支撑筒内。
3.根据权利要求2所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于：
所述活塞环背离压力板的端面与所述连接筒之间形成压力室；
所述压力室上开设有加压孔及泄压孔。
4.根据权利要求2所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于，所述加压装置还包括：垫块；
所述垫块的第一端可拆卸式地与所述活塞的第二端连接，所述垫块的第二端可拆卸式地与所述压板连接。
5.根据权利要求2所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于：
所述连接筒上开设有通孔；
所述活塞的第一端穿过所述通孔，所述通孔内设置有第一密封圈。
6.根据权利要求2所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于：
所述活塞环的周面上设置有第二密封圈。
7.根据权利要求1所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于，所述土体试样压缩固结试验***还包括：底座；
所述支撑筒背离所述连接筒的端部可拆卸式地设置在所述底座上。
8.根据权利要求1所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于，所述土体试样压缩固结试验***还包括：位移传感器；
所述位移传感器的固定端与所述连接筒固定连接，所述位移传感器的测量端与所述加压装置的第一端接触。
9.根据权利要求8所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于，
所述位移传感器的固定端通过固定架与所述连接筒固定连接。
10.根据权利要求1所述的土体试样压缩固结试验***，其特征在于，所述土体试样压缩固结试验***还包括：标准块；
所述标准块可拆卸式地设置在所述支撑筒内；
所述加压装置的第二端可压迫在所述标准块上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210730 |