非接觸式巖土收縮試驗裝置的製作方法
2023-05-08 05:37:36 2
專利名稱：非接觸式巖土收縮試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土力學與地基基礎工程中一種在室內進行細粒 土縮變形測定的試驗裝置。
背景技術：
目前，國內外測定細粒土的收縮特性指標收縮儀一般都是採用由 固定支座、豎直向變形測定裝置、與試樣接觸的測板、安放試樣的多 孔板等組成。進行收縮試驗時，將製備好的試樣放置在多孔板上，稱 試樣及多孔板的質量，再測讀試樣的豎直向變形，如此按標準或規程 的要求重複上述稱試樣及多孔板的質量和試樣的豎直向變形的步驟， 以求取試樣的收縮特性指標線縮率、體縮率及收縮係數。採用目前 的傳統的接觸式收縮儀測定試樣的豎直向變形時，存在很大的缺陷， 首先，所測的豎直變形是測板所覆蓋範圍內土樣變形的最小值，代表 性較差，其次，當土樣收縮過程中產生翹曲現象時，往往會出現所測 試樣的豎向變形不是隨含水率的減小而逐漸增大，而是出現"膨脹" 的假象。目前國內土工試驗方法標準和各行業的土工試驗規程中收縮試 驗的目的是測定細粒土原狀樣和擊實粘質土的收縮特性指標，由於試 樣的失水是從土樣的表面開始，逐漸向土樣內部發展，這樣必然會導 致試樣的收縮不均勻，試樣的表面在失水過程中就不會始終保持一個平面，而會出現局部凸凹不平的情況，對於原狀土樣，經常會在含水 率較低時出現局部明顯翹曲的現象，採用目前的收縮儀測定試樣的豎 向變形時無法消除試樣的局部翹曲變形的影響。由於目前的收縮儀由 於無法準確量測試樣的豎直向變形，導致計算土的線縮率、收縮係數 以及確定土樣的縮限時誤差較大，給正確評價土樣的收縮特性帶來較 大困難。發明內容本實用新型的目的是為解決目前的巖土收縮儀不能準確測定試 樣豎向變形的不足，本實用新型提供一種非接觸式巖土收縮試驗裝 置，可方便地根據試驗需要，在試驗過程中根據試樣失水後表面的變 形特性，調整試樣表面變形測點的位置，使測點的位置更合理，避免 試樣表面局部翹曲對測定結果的影響，使測定的結果更具代表性，獲 得準確的土樣收縮特性指標。為達到上述目的，本實用新型非接觸式巖土收縮試驗裝置由方形 框架、雷射位移傳感器、雷射位移傳感器支架、土樣和土樣支座組成； 其特徵是方形框架的由框架頂架7、框架側架8、框架底座9組成； 方形框架的框架頂架7上設有雷射位移傳感器支架導槽12;框架底座9上設有楔形固定槽17和定位擋板18用於固定土樣支座楔形底板 15。 土樣支座由土樣支座支板14、帶圓形孔16的多孔板13、 土樣支 座楔形底板15組成；雷射位移傳感器支架由雷射位移傳感器1、帶 孔螺杆2、外固定螺栓3、內固定螺栓4、雷射位移傳感器固定座5、 雷射位移傳感器電纜線6、雷射位移傳感器固定座導向杆IO、雷射位移傳感器支架導向杆11組成。帶孔螺杆2用於固定雷射位移傳感器 1，並通過外固定螺栓3和內固定螺栓4調節雷射位移傳感器1與土 樣19之間的距離；雷射位移傳感器固定座5可沿雷射位移傳感器固 定座導向杆10方向自由移動；雷射位移傳感器支架還可以通過雷射 位移傳感器支架導向杆11在雷射位移傳感器支架導槽12內平移。首先加工一個帶導向槽，並可以拆卸的能夠安設雷射位移傳感器 支架的方形剛性框架，剛性框架的尺寸根據雷射位移傳感器1和土樣19的尺寸來確定，雷射位移傳感器1的量程取決於土樣19的初始狀態、脹縮性，雷射位移傳感器l的精度則取決於試驗的目的及要求。進行收縮試驗時，先將土樣19按試驗的要求製備好，小心安放在盛 放土樣19的土樣支座的多孔板13上，並稱取初始重量，再將土樣 19和土樣支座一起放進方形框架底座內，並使土樣支座楔形底板15 推進楔形固定槽17內，並使土樣支座楔形底板15與定位擋板18良 好接觸。將雷射位移傳感器的位置調整好，並在土樣的面上根據試驗 的要求測定一定數量的雷射位移傳感器初始值。然後可以按照土樣的 失水收縮情況，重複稱重和讀取位移傳感器讀數的步驟，直至土樣收 縮穩定。由於採用雷射位移傳感器，可以實現非接觸式量測，而且雷射位 移傳感器可以在土樣平面的任意點上定位量測，既可以按事先畫好的 網格點進行量測，也可以根據土樣變形的實際情況進行任意點的量 測，使土樣脹縮變形的量測更具代表性，也更準確。
圖1是非接觸式巖土收縮試驗裝置整體正視圖。圖2是非接觸式巖土收縮試驗裝置俯視圖。 圖3是雷射位移傳感器支架正視圖。 圖4是雷射位移傳感器支架A-A剖面圖。 圖5是雷射位移傳感器支架B-B剖面圖。 圖6是雷射位移傳感器支架C-C剖面圖。 圖7是雷射位移傳感器支架D-D剖面圖。 圖8是土樣支座正視圖及其E-E剖面圖。 圖9是土樣支座俯視圖及其F-F剖面圖。如圖所示雷射位移傳感器l、帶孔螺杆2、外固定螺栓3、內固 定螺栓4、雷射位移傳感器固定座5、雷射位移傳感器電纜線6、框 架頂架7、框架側架8、框架底座9、雷射位移傳感器固定座導向杆 10、雷射位移傳感器支架導向杆11、雷射位移傳感器支架導槽12、 多孔板13、 土樣支座支板14、 土樣支座楔形底板15、圓形孔16、楔 形固定槽17、定位擋板18、 土樣19。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說 明。圖1是本實用新型的非接觸式巖土收縮試驗裝置，進行試驗前， 先對所用的土樣19按要求製備好。進行試驗時，先將由框架頂架7、 框架側架8、框架底座9組成的方形框架和由雷射位移傳感器1、帶 孔螺杆2、外固定螺栓3、內固定螺栓4、雷射位移傳感器固定座5、雷射位移傳感器電纜線6、雷射位移傳感器固定座導向杆10、雷射位移傳感器支架導向杆11組成的可移動支架組裝好，將安放土樣19的 土樣支座組準備就緒。再將製備好的土樣19安放在土樣支座帶圓形 孔16的多孔板13上，將土樣19與土樣支座一起放在稱重天平上稱 取初始重量。然後將土樣支座楔形底板15插入框架底座9上的楔形 固定槽17內，再推到與定位擋板18接觸就位，並固定好。再將固定 在雷射位移傳感器固定座5上的雷射位移傳感器1通過雷射位移傳感 器固定座導向杆10、雷射位移傳感器支架導向杆11、雷射位移傳感 器支架導槽12調整到土樣19對應的位置，並讀取雷射位移傳感器1 的初始讀數，雷射位移傳感器1每次在土樣19上的測讀數據的個數 可按試驗前確定的方案執行，或根據土樣土樣19在不同階段收縮變 形的情況再靈活掌握。本實用新型非接觸式巖土收縮試驗裝置可根據試驗的需要，實時 量測土樣的脹縮變形情況，方便地進行非接觸式變形量測，使土樣的 收縮變形試驗測定更便捷準確。且結構簡單，操作方便。
權利要求1.一種非接觸式巖土收縮試驗裝置，由方形框架、雷射位移傳感器(1)及二次儀表、雷射位移傳感器支架、土樣和土樣支座組成；其特徵是方形框架由框架頂架(7)、框架側架(8)、框架底座(9)組成；框架頂架(7)上設有雷射位移傳感器支架導槽(12)；框架底座(9)上設有楔形固定槽(17)和定位擋板(18)；雷射位移傳感器支架由帶孔螺杆(2)外固定螺栓(3)、內固定螺栓(4)、雷射位移傳感器固定座(5)、雷射位移傳感器固定座導向杆(10)、雷射位移傳感器支架導向杆(11)、雷射位移傳感器支架導槽(12)組成。
2. 根據權利要求1所述的非接觸式巖土收縮試驗裝置，其特徵 是雷射位移傳感器(1)，可以根據土樣(19)的脹縮性能和對試驗精 度的要求不同更換不同量程和精度的雷射位移傳感器(1)。
專利摘要一種非接觸式巖土收縮試驗裝置，本實用新型是由方形框架、雷射位移傳感器、雷射位移傳感器支架、土樣和土樣支座組成，方形框架上的頂架上設有用於平移雷射位移傳感器支架的導槽，底板上設有用於固定土樣支座的楔形固定槽，可以通過雷射位移傳感器固定座導向杆、帶孔螺杆來調節雷射位移傳感器在雷射位移傳感器支架上的位置。這樣就可以在試驗中進行土樣收縮變形的量測，實現土樣收縮變形性能的準確測定。
文檔編號G01N33/24GK201110853SQ20072008871
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月5日 優先權日2007年12月5日
發明者孔令偉, 郭愛國 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所