CN205157556U - 土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，包括两端贯通的土体填装筒，土体填装筒的两端分别设置有顶盖和底板，且顶盖和底板通过穿插设置在二者上的螺纹杆以及与螺纹杆配合的螺母紧固，土体填装筒上连接有用于使土体处于低温恒温状态的低温恒温***，顶盖上设有用于检测土***移的位移传感器，土体填装筒上还穿插设有若干用于检测土体水分及温度的温湿度传感器，所述的位移传感器和温湿度传感器分别通过位移数据采集器和水分温度记录仪连接至主控计算机。本实用新型可以同时测定土体在有无水源补充两种条件下的冻胀率以及融沉系数，而且还可以测定土体在冻胀过程中的温度梯度变化与水分变化。
Description
技术领域
本实用新型属于土体性质测试领域，具体涉及一种土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪。
背景技术
道路翻浆现象是季节性冻土区特有的现象，是公路最常见病害之一，发生的频率范围都很大，影响较为严重，而冻胀是发生翻浆的主要原因，土体的冻胀性用冻胀率来表征。
然而目前的土体性质测试有如下缺陷，一、国内的冻胀率试验与融沉系数试验是分开做的，费时费力；二、常规方法适用于粘质土与砂质土，对于粘质土与砂质土来说，试样盒可以用外径120mm、壁厚10mm、高100mm的有机玻璃筒作为侧壁，但是对于粒径较大的土来说小了点；三、常规的冻胀率试验没有测定土试样竖直方向的水分变化，只是测定的土试样不同高度的温度变化，不能说明土体冻结过程中由于温度梯度而产生的水分迁移现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，以克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型可以同时测定土体在有无水源补充两种条件下的冻胀率以及融沉系数，而且还可以测定土体在冻胀过程中的温度梯度变化与水分变化，可以说明水分随温度梯度变化的迁移规律。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，包括两端贯通的土体填装筒，土体填装筒的两端分别设置有顶盖和底板，且顶盖和底板通过穿插设置在二者上的螺纹杆以及与螺纹杆配合的螺母紧固，土体填装筒上连接有用于使土体处于低温恒温状态的低温恒温***，顶盖上设有用于检测土***移的位移传感器，土体填装筒上还穿插设有若干用于检测土体水分及温度的温湿度传感器，所述的位移传感器和温湿度传感器分别通过位移数据采集器和水分温度记录仪连接至主控计算机。
进一步地，低温恒温***包括环绕设置在土体填装筒内侧的降温管以及设置在土体填装筒外侧的低温恒温槽，降温管的入口端及出口端通过连接管连接至低温恒温槽的出口端及入口端。
进一步地，土体填装筒为有机玻璃筒，降温管为铜管，连接管为橡胶管。
进一步地，顶盖上设有与土体填装筒顶端外沿相匹配的凹槽，底板上设有与土体填装筒底端外沿相匹配的凹槽，顶盖上的凹槽内侧设有用于击实土体的预留孔。
进一步地，底板上的凹槽内侧设有若干渗水孔，且底板的下侧设有用于为土体补水的水桶。
进一步地，顶盖和底板通过两根螺纹杆与土体填装筒紧固在一起，且两根螺纹杆对称分布在土体填装筒外侧。
进一步地，螺纹杆的上部固定有横梁，位移传感器的上端通过压板固定在横梁上，下端穿过顶盖与设置在土体上侧的挡板接触。
进一步地，温湿度传感器沿土体填装筒的轴向设置成一列，且温湿度传感器沿土体填装筒的径向穿插设置在土体中。
进一步地，土体填装筒的外侧设有保温棉。
进一步地，土体填装筒为圆柱形，其直径为30cm，高为90cm，壁厚为1.5cm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型采用土体填装筒填装土壤，采用顶盖和底板以及螺纹杆和螺母对土体填装筒固定，采用低温恒温***保证土体的低温恒温状态，采用位移传感器及温湿度传感器检测土体的位移数据及温湿度数据，主控计算机通过所测数据即可计算土体冻胀率及融沉系数，本实用新型可以同时测定土体在有无水源补充两种条件下的冻胀率以及融沉系数，使用方便，结构简单。
进一步地，低温恒温***包括环绕设置在土体填装筒内侧的降温管以及设置在土体填装筒外侧的低温恒温槽，低温恒温槽中可以设置低温液，经降温管对土体进行低温恒温处理，保证了测试条件。
进一步地，顶盖和底板上设有与土体填装筒两端配合的凹槽，连接更加紧固，另外在顶盖上的凹槽内侧设有预留孔，装入土体后可以采用标准击实锤击实土体，提高检测精度。
进一步地，底板上的凹槽内侧设有若干渗水孔，且底板的下侧设有用于为土体补水的水桶，可以测定土体在有水源补充条件下的冻胀率以及融沉系数。
进一步地，将位移传感器通过设置在螺纹杆上的横梁固定，避免了位移传感器自身移动造成的误差。
进一步地，温湿度传感器沿土体填装筒的轴向设置成一列，且温湿度传感器沿土体填装筒的径向穿插设置在土体中，可以测定土体在冻胀过程中的温度梯度变化与水分变化，说明水分随温度梯度变化的迁移规律。
进一步地，土体填装筒的外侧设有保温棉，可以有效保证土体低温恒温。
进一步地，土体填装筒为圆柱形，其直径为30cm，高为90cm，壁厚为1.5cm，适用于粒径较大的土作为测试对象。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2(a)是本实用新型的土体填装筒的组装主视图；
图2(b)是本实用新型的土体填装筒的组装侧视图；
图2(c)是本实用新型的土体填装筒的组装俯视图；
图3(a)是本实用新型的底板的结构主视图；
图3(b)是本实用新型的底板的结构侧视图；
图3(c)是本实用新型的底板的结构俯视图。
其中，1-位移数据采集器；2-主控计算机；3-水分温度记录仪；4-位移传感器；5-螺母；6-降温管；7-螺纹杆；8-温湿度传感器；9-横梁；10-顶盖；11-连接管；12-土体填装筒；13-保温棉；14-水桶；15-底板；16-低温恒温槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
参见图1、图2(a)～图2(c)以及图3(a)～图3(c)，一种土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，包括两端贯通的土体填装筒12，土体填装筒12为圆柱形的有机玻璃筒，其直径为30cm，高为90cm，壁厚为1.5cm，土体填装筒12的两端分别设置有顶盖10和底板15，顶盖10和底板15的两侧均设有把手，顶盖10和底板15上分别设有与土体填装筒12顶端及底端外沿相匹配的凹槽，顶盖10上的凹槽内侧设有用于击实土体的预留孔，击实土体时可以防止土体填装筒12上移，且顶盖10和底板15通过穿插设置在二者上的两根螺纹杆7以及与螺纹杆7配合的螺母5跟土体填装筒12紧固在一起，且两根螺纹杆7对称分布在土体填装筒12外侧。
顶盖10上设有用于检测土***移的位移传感器4，螺纹杆7的上部固定有横梁9，位移传感器4的上端通过压板固定在横梁9上，下端通过顶盖10穿插设置在土体中，土体填装筒12上连接有用于使土体处于低温恒温状态的低温恒温***，低温恒温***包括环绕设置在土体填装筒12内侧的铜质降温管6以及设置在土体填装筒12外侧的低温恒温槽16，降温管6的入口端及出口端通过橡胶材质的连接管11连接至低温恒温槽16的出口端及入口端，土体填装筒12以及连接管11的外侧均设有保温棉13，土体填装筒12的两侧上沿轴向还穿插设有若干用于检测土体水分及温度的温湿度传感器8，且温湿度传感器8沿土体填装筒12的径向穿过顶盖10与设置在土体上侧的有机玻璃挡板接触，所述的位移传感器4的信号输出端与位移数据采集器1的信号输入端连接，位移数据采集器1的信号输出端连接至主控计算机；温湿度传感器8的信号输出端与水分温度记录仪3的信号输入端连接，水分温度记录仪3的信号输出端也连接至主控计算机2，主控计算机2通过所测数据即可计算土体冻胀率及融沉系数，同时位于土体填装筒12轴向的温湿度传感器8还能够测定土体在冻胀过程中的温度梯度变化与水分变化，可以说明水分随温度梯度变化的迁移规律。
当测定土体在有水源补充条件下的冻胀率以及融沉系数时，在底板15上开设若干渗水孔，并在底板15的下侧设置用于为土体补水的水桶14；当测定土体在无水源补充条件下的冻胀率以及融沉系数时，底板15下面不需开设渗水孔，也无需配备水桶14。
下面对本实用新型的操作过程做详细描述：
使用时，首先将土体填装筒12置于底板15上的凹槽中，然后向土体填装筒12填装土体，填装完成后将顶盖10盖在土体填装筒12上，使土体填装筒12的上端外沿卡在顶盖10上的凹槽中，利用标准击实锤穿过顶盖10上的预留孔对土体击实，在击实的土体上侧放置一块有机玻璃挡板，然后将位移传感器4的上端通过压板固定在横梁9上，下端穿过顶盖10与有机玻璃挡板接触，通过有机玻璃挡板的移动检测土***移，将温湿度传感器8固定在土体填装筒12上，通过主控计算机2采集位移传感器4和温湿度传感器8的数据，通过所测数据即可计算土体冻胀率及融沉系数，同时位于土体填装筒12轴向的温湿度传感器8还能够测定土体在冻胀过程中的温度梯度变化与水分变化，可以说明水分随温度梯度变化的迁移规律。
当测定土体在有水源补充条件下的冻胀率以及融沉系数时，在底板15上开设若干渗水孔，并在底板15的下侧设置用于为土体补水的水桶14；当测定土体在无水源补充条件下的冻胀率以及融沉系数时，底板15下面不需开设渗水孔，也无需配备水桶14。
Claims (10)
1.土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，包括两端贯通的土体填装筒(12)，土体填装筒(12)的两端分别设置有顶盖(10)和底板(15)，且顶盖(10)和底板(15)通过穿插设置在二者上的螺纹杆(7)以及与螺纹杆(7)配合的螺母(5)紧固，土体填装筒(12)上连接有用于使土体处于低温恒温状态的低温恒温***，顶盖(10)上设有用于检测土***移的位移传感器(4)，土体填装筒(12)上还穿插设有若干用于检测土体水分及温度的温湿度传感器(8)，所述的位移传感器(4)和温湿度传感器(8)分别通过位移数据采集器(1)和水分温度记录仪(3)连接至主控计算机(2)。
2.根据权利要求1所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，低温恒温***包括环绕设置在土体填装筒(12)内侧的降温管(6)以及设置在土体填装筒(12)外侧的低温恒温槽(16)，降温管(6)的入口端及出口端通过连接管(11)连接至低温恒温槽(16)的出口端及入口端。
3.根据权利要求2所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，土体填装筒(12)为有机玻璃筒，降温管(6)为铜管，连接管(11)为橡胶管。
4.根据权利要求1所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，顶盖(10)上设有与土体填装筒(12)顶端外沿相匹配的凹槽，底板(15)上设有与土体填装筒(12)底端外沿相匹配的凹槽，顶盖(10)上的凹槽内侧设有用于击实土体的预留孔。
5.根据权利要求4所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，底板(15)上的凹槽内侧设有若干渗水孔，且底板(15)的下侧设有用于为土体补水的水桶(14)。
6.根据权利要求1所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，顶盖(10)和底板(15)通过两根螺纹杆(7)与土体填装筒(12)紧固在一起，且两根螺纹杆(7)对称分布在土体填装筒(12)外侧。
7.根据权利要求6所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，螺纹杆(7)的上部固定有横梁(9)，位移传感器(4)的上端通过压板固定在横梁(9)上，下端穿过顶盖(10)与设置在土体上侧的挡板接触。
8.根据权利要求1所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，温湿度传感器(8)沿土体填装筒(12)的轴向设置成一列，且温湿度传感器(8)沿土体填装筒(12)的径向穿插设置在土体中。
9.根据权利要求1所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，土体填装筒(12)的外侧设有保温棉(13)。
10.根据权利要求1所述的土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，其特征在于，土体填装筒(12)为圆柱形，其直径为30cm，高为90cm，壁厚为1.5cm。
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Granted publication date: 20160413 |