CN203745323U

CN203745323U - 一种重塑土崩解试验装置

Info

Publication number: CN203745323U
Application number: CN201420120214.8U
Authority: CN
Inventors: 王念秦; 王庆涛; 彭建兵; 刘晓玲
Original assignee: Xian University of Science and Technology
Current assignee: Xian University of Science and Technology
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2024-03-14

Abstract

本实用新型公开了一种重塑土崩解试验装置，包括对被测试试样进行崩解试验的崩解试验装置和对崩解试验装置进行补水的补水装置；崩解试验装置包括支架、吊装在支架上的电子秤、上部开口的水容器和吊装在电子秤上且没入水容器内所装水中的吊篮，被测试试样装在吊篮内；吊篮位于电子秤的正下方，被测试试样位于吊篮的内侧中部；补水装置包括水箱和与水箱相接的补水管，补水管的进水端与水箱上所开的出水口相接，补水管的出水端伸入至水容器内，补水管的出水端上安装有浮球阀，浮球阀位于水容器内。本实用新型结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能解决现有岩土崩解性测试仪器存在的结构复杂、测试精度较低、使用效果较差等问题。

Description

一种重塑土崩解试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种崩解试验装置，尤其是涉及一种重塑土崩解试验装置。

背景技术

水-土作用过程的研究是非饱和土力学领域的重要组成部分，黄土具有特殊的水敏感特性，其崩解（湿化）作用引起的边坡失稳破坏一直是困扰黄土地区工程建设的重要问题。在水的作用下，黄土边坡土体孔隙压力改变，强度骤减的同时发生散解，研究表明：在黄土高原地区，边坡土体的崩解性不仅利于坡形的重塑，而且因其而加剧的潜蚀作用亦可掏空坡体，即对坡形和坡体的改变起到一定的作用。为此，探索非饱和土崩解的作用过程与作用方式具有实际应用价值。

早期的岩土崩解试验是将试样放入静水中，观察并描述试样在静水中的崩解反应，记录试样完全崩解时间，这是一种定性评价崩解性的试验方法，显然无法满足准确、定量的崩解性测试需求。为此，本领域技术人员对早期的岩土崩解试验装置及方法进行了相应地改进，如2011年09月07日公开的申请号为201120002728.X的实用新型专利申请文件中所公开的岩土崩解试验仪、2010年05月19日公开的申请号为200910273061.4的发明专利申请文件中所公开的土壤崩解仪、2012年05月02日公开的申请号为201110392742.X的发明专利申请文件中所公开的大型花岗岩残积土崩解仪和2010年02月03日公开的申请号为200920032423.6的实用新型专利申请文件中所公开的黄土大试块崩解仪。实际使用时，上述几种崩解试验仪器普遍存在着一些弊端，如前两种崩解试验仪器及方法需要人为判定试样没入水中的稳定状态，且要保持浮筒的直立，并且由于试样单位时间崩解量远小于浮筒的浮力作用，造成测试结果不精确；而后两种崩解试验仪器及方法对内筒的材质要求非常高。另外，上述几种崩解试验仪器都是根据排水量进行测定的，通过测量排水量来计算岩土的崩解性相关参数，因而测量排水量的精度要求非常高，并且由于未考虑试样本身的吸收水量，导致出现试验结果精度不高、试验结果处理不理想等问题。综上，目前用来测定岩土崩解性的仪器种类很少，且大多数仪器均不同程度地存在结构复杂、自动化程度较低、功能不齐全且价格昂贵、使用效果较差等缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种重塑土崩解试验装置，其结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能有效解决现有岩土崩解性测试仪器存在的结构复杂、测试精度较低、使用效果较差等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：包括对被测试试样进行崩解试验的崩解试验装置和对所述崩解试验装置进行补水的补水装置；所述崩解试验装置包括支架、吊装在所述支架上的电子秤、上部开口的水容器和吊装在电子秤上且没入所述水容器内所装水中的吊篮，被测试试样装在所述吊篮内；所述吊篮位于电子秤的正下方，所述被测试试样位于所述吊篮的内侧中部；所述补水装置包括水箱和与水箱相接的补水管，所述补水管的进水端与水箱上所开的出水口相接，所述补水管的出水端伸入至所述水容器内，且所述补水管的出水端上安装有补水控制阀，所述补水控制阀为位于所述水容器内的浮球阀，所述水容器的侧壁上开有供所述补水管穿入的通孔。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述水容器呈水平向布设，所述补水管呈水平向布设。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述补水管上安装有供水控制开关。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述支架包括竖向立柱和安装在竖向立柱上且能进行上下移动的水平杆，所述电子秤吊装在水平杆上。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述水平杆通过升降调节螺栓安装在竖向立柱上。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：还包括底座，所述竖向立柱底部固定安装在底座上，所述水箱和所述水容器均放置于底座上。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述竖向立柱位于底座的右侧上方，所述水容器位于竖向立柱左侧，所述水箱位于所述水容器左侧。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述电子秤位于所述水容器的正上方。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述补水管为硅胶管。

上述一种重塑土崩解试验装置，其特征是：所述水容器为圆柱状测试筒。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、安装方便且投入成本低。

2、结构设计合理且自动化程度较高，试验过程受外界因素影响小，补水装置采用浮球阀能简便实现精确补水，并能保证崩解过程中，被测试试样周围的恒定静水压力，因而测试精度较高。

3、操作简便且测试精度高，将被测试试样放入铁丝网盘正中央，再调整支架使得铁丝网盘位于水容器中部，之后迅速往水容器内加水至预定水位，然后打开秒表，记录电子秤读数与时间的对应关系即可完成崩解试验。采用电子秤具有精度高、灵敏性强等特点，用电子秤读数代替了传统试验装置中借内筒上浮高度读数进行崩解试验的方法，显然，采用电子秤的测试精度更高。因而，本实用新型所采用的崩解试验装置具有结构简单、易于操作、试验过程易于规范化等优点。

4、测试功能齐全、使用效果好且实用价值高，采用本实用新型既能对不同含水率梯度的试样进行崩解试验，又能对不同压实度试样进行崩解试验，能有效验证压实度和初始含水率对崩解过程的影响，并能用于探索压实度和初始含水率对崩解机制的相互制约关系。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能有效解决现有岩土崩解性测试仪器存在的结构复杂、测试精度较低、使用效果较差等问题。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态参考图。

附图标记说明:

1—水箱； 2—硅胶管； 3—供水控制开关3；

4—浮球阀； 5—电子秤； 6—有机玻璃筒；

7—铁丝网盘； 8—被测试试样； 9-1—竖向立柱；

9-2—水平杆； 9-3—底座； 10—升降调节螺栓。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括对被测试试样8进行崩解试验的崩解试验装置和对所述崩解试验装置进行补水的补水装置。所述崩解试验装置包括支架、吊装在所述支架上的电子秤5、上部开口的水容器和吊装在电子秤5上且没入所述水容器内所装水中的吊篮，被测试试样8装在所述吊篮内。所述吊篮位于电子秤5的正下方，所述被测试试样8位于所述吊篮的内侧中部。所述补水装置包括水箱1和与水箱1相接的补水管，所述补水管的进水端与水箱1上所开的出水口相接，所述补水管的出水端伸入至所述水容器内，且所述补水管的出水端上安装有补水控制阀，所述补水控制阀为位于所述水容器内的浮球阀4，所述水容器的侧壁上开有供所述补水管穿入的通孔。

本实施例中，所述水容器呈水平向布设，所述补水管呈水平向布设。

本实施例中，所述电子秤5位于所述水容器的正上方。

本实施例中，所述支架包括竖向立柱9-1和安装在竖向立柱9-1上且能进行上下移动的水平杆9-2，所述电子秤5吊装在水平杆9-2上。

实际安装时，所述水平杆9-2通过升降调节螺栓10安装在竖向立柱9-1上。

同时，本实用新型还包括底座9-3，所述竖向立柱9-1底部固定安装在底座9-3上，所述水箱1和所述水容器均放置于底座9-3上。

本实施例中，所述竖向立柱9-1位于底座9-3的右侧上方，所述水容器位于竖向立柱9-1左侧，所述水箱1位于所述水容器左侧。

本实施例中，所述水容器为圆柱状测试筒。并且，所述圆柱状测试筒为有机玻璃筒6。所述补水管为硅胶管2。

实际使用时，所述水容器也可以采用其它形状、材质的容器，所述补水管也可以采用其它材质的输水管。

本实施例中，所述浮球阀4包括漂浮于所述水容器内所装水的水面上的浮球、安装在所述补水管的出水口上的阀体和连接于所述浮球与所述阀体之间的连接杆。实际使用时，通过所述浮球阀4实现自动补水，并能保证所述水容器内的水位始终保持不变。

本实施例中，所述补水管上安装有供水控制开关3。

本实施例中，所述吊篮为铁丝网盘7，所述铁丝网盘7通过吊绳吊装在电子秤5的正下方。

综上，本实用新型主要由所述崩解试验装置和所述补水装置组成。实际使用时，所述补水装置利用浮球阀4精确控制所述水容器内的水位，所述补水装置的工作原理是：崩解试验开始时，被测试试样8吸水致使所述水容器内的水位下降，浮球阀4的浮球随水位下降同步下降，并通过浮球带动所述阀体处于开启状态，待水位上升至初始预定水位时，浮球上升至初始位置，同时通过所述浮球带动所述阀体处于关闭状态。实际进行崩解试验时，浮球阀4能实现自动补水，具有自动化程度高、补水量精确且受外界因素影响极小等优点，并能通过浮球阀4对所述水容器进行多次循环补水，达到所述水容器内水位保持不变的目的。所述崩解试验装置的主要作用是所述被测试试样8吸水后发生崩解，且其重量逐渐减轻，通过记录电子秤5的读数随时间变化的关系，便能得出被测试试样8的崩解性，包括崩解量、崩解速率等参数。

其中，为消除量纲的影响，用累积崩解模数表示崩解量，而累积崩解模数根据公式(1)进行计算，公式(1)中，B_t为崩解试验开始后t时刻的累积崩解模数(无量纲)，M₀为电子秤5的初始读数（即崩解试验开始时电子秤5的读数），Mt为崩解试验开始后t时刻电子秤5的读数。

崩解速率根据公式(2)进行计算，公式(2)中，V为崩解速率(min^-1)，B_a和B_b分别为崩解试验开始后a时刻和b时刻的累积崩解模数，T_a和T_b分别为崩解试验开始后a时刻和b时刻对应的崩解时间(min)。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：包括对被测试试样（8）进行崩解试验的崩解试验装置和对所述崩解试验装置进行补水的补水装置；所述崩解试验装置包括支架、吊装在所述支架上的电子秤（5）、上部开口的水容器和吊装在电子秤（5）上且没入所述水容器内所装水中的吊篮，被测试试样（8）装在所述吊篮内；所述吊篮位于电子秤（5）的正下方，所述被测试试样（8）位于所述吊篮的内侧中部；所述补水装置包括水箱（1）和与水箱（1）相接的补水管，所述补水管的进水端与水箱（1）上所开的出水口相接，所述补水管的出水端伸入至所述水容器内，且所述补水管的出水端上安装有补水控制阀，所述补水控制阀为位于所述水容器内的浮球阀（4），所述水容器的侧壁上开有供所述补水管穿入的通孔。

2.按照权利要求1所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述水容器呈水平向布设，所述补水管呈水平向布设。

3.按照权利要求1或2所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述补水管上安装有供水控制开关（3）。

4.按照权利要求1或2所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述支架包括竖向立柱（9-1）和安装在竖向立柱（9-1）上且能进行上下移动的水平杆（9-2），所述电子秤（5）吊装在水平杆（9-2）上。

5.按照权利要求4所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述水平杆（9-2）通过升降调节螺栓（10）安装在竖向立柱（9-1）上。

6.按照权利要求4所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：还包括底座（9-3），所述竖向立柱（9-1）底部固定安装在底座（9-3）上，所述水箱（1）和所述水容器均放置于底座（9-3）上。

7.按照权利要求6所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述竖向立柱（9-1）位于底座（9-3）的右侧上方，所述水容器位于竖向立柱（9-1）左侧，所述水箱（1）位于所述水容器左侧。

8.按照权利要求1或2所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述电子秤（5）位于所述水容器的正上方。

9.按照权利要求1或2所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述补水管为硅胶管（2）。

10.按照权利要求1或2所述的一种重塑土崩解试验装置，其特征在于：所述水容器为圆柱状测试筒。