砂礫石料滲透穩定測試儀的製作方法

2023-05-15 22:27:36 1

專利名稱：砂礫石料滲透穩定測試儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於土工測試中粗粒土滲透穩定性測試試驗的巖土工程領域，涉及一種新型的砂礫石料滲透穩定測試儀。
背景技術：
無粘性砂礫石料粗粒土在工程建設中經常遇到，通過石料粉碎機直接破碎成砂礫建築材料，應用於山區高速公路路基填築、大型堆石壩堆石料、江河湖海護岸護提工程等， 在各類工程建設中，特別是道路工程中，無粘性砂礫石料粗粒土的用量比粘性填土大很多， 基礎工程建設中應用十分廣泛。無粘性砂礫石料粗粒土與其它土類相比，具有抗剪強度高， 承載力大，壓縮性小的優點。但也存在均勻性差，抗滲性能低，在水流作用下極易發生管湧破壞等缺點。砂礫石料粗粒土由於天然級配不良，或填筑後部分細顆粒損失引起填築的砂礫石料粗粒土粒徑分布不均，缺失中間粒組。山區修築高等級公路時採用級配不良砂礫料修築的路基，強降雨後山坡向路基一側可能會形成積水，並沿路基橫向產生滲流，導致路基發生滲透變形，引起路基產生不均勻變形、路面裂縫和路基邊坡塌滑等自然病害。因而有必要測定砂礫石料粗粒土水頭作用下的滲透穩定性，以提出合理化的工程加固措施與具體現場施工工藝預防災害發生。目前常用測定土體滲透係數及滲透變形的儀器主要有70型滲透儀、南55型滲透儀和垂直滲透變形儀等。70型滲透儀適用於測定砂性土的滲透係數，南55型滲透儀適用於測定黏性土的滲透係數，垂直滲透變形儀適用於測定粗顆粒土的垂直滲透係數和滲透變形。從適用範圍來看，以上試驗儀器均無法測試砂礫石料粗粒土滲透變形情況，更無法評價砂礫石料粗粒土一定荷載作用下滲透穩定性指標，砂礫石料粗粒土滲透穩定性檢測技術仍處於空白階段。

發明內容
本發明的目的在於開發新型室內測定土體滲透穩定性試驗設備，設計並開發製造出一個佔地面積小，攜帶組裝方便，操作靈活簡便，測定結果準確可靠，滿足室內與現場砂礫石料滲透穩定性測定試驗要求的砂礫石料滲透穩定測試儀。本發明採用如下技術方案
砂礫石料滲透穩定測試儀，包括土樣滲透加載桶，所述的土樣滲透加載桶包括泥砂沉澱分離箱，荷載加壓器，有機玻璃防護罩，鋼性透水隔板，鋼板底座，出水口，導水管，溢水管，質量測量器；所述的有機玻璃防護罩內布置兩塊鋼性透水隔板，兩塊鋼性透水隔板之間填充砂礫，砂礫上方鋼性透水隔板上布置荷載加壓器，有機玻璃防護罩的下端布置鋼板底座，鋼板底座上布置出水口，出水口通過導水管與泥砂沉澱分離箱的進水口連接，泥砂沉澱分離箱的上方布置溢水管，泥砂沉澱分離箱放置在質量測量器上。
本發明所述的砂礫石料滲透穩定測試儀，還包括鋼柱支座，所述的砂礫下方的鋼性透水隔板與鋼板底座之間布置鋼柱支座。本發明所述的砂礫石料滲透穩定測試儀，還包括三角溢水口，所述的三角溢水口布置在有機玻璃防護罩側壁的上端。本發明所述的砂礫石料滲透穩定測試儀，還包括位移測量器，所述的位移測量器與荷載加壓器、砂礫上方鋼性透水隔板相連。有益效果
土樣滲透加載筒與泥砂沉澱分離箱均設置溢流裝置，實現對滲透水頭與進水量控制， 保證試驗過程中的水頭恆定。剛性透水隔板透水孔尺寸略大於試驗砂礫石料缺失粒組尺寸，能夠控制滲濾渾水中細顆粒尺寸，有效測定不良級配砂礫石料滲透穩定性情況。荷載加壓系統根據砝碼數量控制荷載大小，荷載控制精確；位移量測系統實時量測土樣壓縮位移情況。泥砂沉澱分離箱質量變化即細顆粒滲透損失量通過質量量測系統即時記錄，便於滲透穩定變形曲線的準確繪製獲得。該新型砂礫石料滲透穩定測試儀的優點是滲透穩定性試驗效率高，佔地面積小， 攜帶組裝方便，操作靈活簡便，測定結果準確可靠，經濟投資省等，適合於級配不良砂礫石料粗粒土滲透穩定性測定的室內或現場試驗。


圖1是本發明的結構示意圖； 圖2是本發明的鋼板底座俯視圖3是本發明的鋼性透水隔板結構示意圖中1是土樣滲透加載桶，砂沉澱分離箱，3是荷載加壓器，4是位移測量器，5是進水口，6是有機玻璃防護罩，7是鋼性透水隔板，8是沙礫料，9是鋼板底座，10是出水口，11是導水管，12是溢水管，13是三角溢水口，14是質量測量器，16是鋼柱支座。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進一步詳細說明
如圖1所示1、砂礫石料滲透穩定測試儀，包括土樣滲透加載桶1，所述的土樣滲透加載桶1包括泥砂沉澱分離箱2，荷載加壓器3，有機玻璃防護罩6，鋼性透水隔板7，鋼板底座 9，出水口 10，導水管11，溢水管12，質量測量器14。所述的有機玻璃防護罩6內布置兩塊鋼性透水隔板7，兩塊鋼性透水隔板7之間填充砂礫，砂礫上方鋼性透水隔板7上布置荷載加壓器3，有機玻璃防護罩6的下端布置鋼板底座9，鋼板底座9上布置出水口 10，出水口 10通過導水管11與泥砂沉澱分離箱2的進水口連接，泥砂沉澱分離箱2的上方布置溢水管12，泥砂沉澱分離箱2放置在質量測量器14 上。砂礫下方的鋼性透水隔板7與鋼板底座9之間布置鋼柱支座16。三角溢水口 13 布置在有機玻璃防護罩6側壁的上端。位移測量器4與荷載加壓器3、砂礫上方鋼性透水隔板7相連。在砂礫石料滲透穩定測試儀中，首先將土樣滲透加載筒1中的鋼板底座9與有機玻璃管護罩6組合，其中有機玻璃筒護罩6高50cm，內徑50cm，壁厚1cm，鋼板底座9直徑 60cm,厚2cm ；放入底層剛性透水隔板7，隔板直徑50cm，厚2cm，擱置在高8cm，直徑2cm的鋼柱支座16之上，保持水平，下層混液收集區預先充滿清水，填築高30cm的砂礫石料8，填至預定高度後，放置上層剛性透水隔板7，安置荷載加壓系統3，位移量測系統4，位移量程不小於15cm，組裝容積為0. 5m3有機玻璃材質泥砂沉澱分離箱2，通過導水管11與直徑為 4cm的底板下出水口 10連接，砂礫石料滲透穩定測試儀組裝完成後開始試驗過程。調節土樣滲透加載筒1與上溢流管12位置，控制滲流水頭。關閉導水管控制閥 11，通過上部進水管5進水，經上層穩定進水區的三角溢流堰13均勻布水後，經上層剛性透水隔板7的直徑為試驗砂礫石料缺失粒徑尺寸的透水孔18進入砂礫石料層8，經下層剛性透水隔板7的透水孔18流入混液收集區，待土樣浸水飽和後，打開導水管11上的控制閥， 渾水經底板下出水口 10沿導水管11進入泥砂沉澱分離箱2，泥水分離後，上層清水經內徑為Icm上溢流管12流出。上溢流管12溢流穩定後，由荷載加壓系統3加荷，校核位移量測系統4初讀數，根據滲透歷時記錄荷載下位移讀數值。由質量量測系統14量測泥砂沉澱分離箱質量變化，得到粉細顆粒損失量。進而得到位移沉降量與粉細顆粒損失量之間關係曲線，得到砂礫石料粗粒土滲透穩定性指標。
權利要求
1.砂礫石料滲透穩定測試儀，其特徵在於包括土樣滲透加載桶(1)，所述的土樣滲透加載桶(1)包括泥砂沉澱分離箱(2)，荷載加壓器(3)，有機玻璃防護罩(6)，鋼性透水隔板 (7)，鋼板底座(9)，出水口(10)，導水管(11)，溢水管(12)，質量測量器(14)；所述的有機玻璃防護罩(6)內布置兩塊鋼性透水隔板(7)，兩塊鋼性透水隔板(7)之間填充砂礫，砂礫上方鋼性透水隔板(7)上布置荷載加壓器(3)，有機玻璃防護罩(6)的下端布置鋼板底座(9)， 鋼板底座(9)上布置出水口(10)，出水口(10)通過導水管(11)與泥砂沉澱分離箱(2)的進水口連接，泥砂沉澱分離箱(2)的上方布置溢水管(12)，泥砂沉澱分離箱(2)放置在質量測量器(14)上。
2.根據權利要求1所述的砂礫石料滲透穩定測試儀，其特徵在於還包括鋼柱支座 (16)，所述的砂礫下方的鋼性透水隔板(7)與鋼板底座(9)之間布置鋼柱支座(16)。
3.根據權利要求1所述的砂礫石料滲透穩定測試儀，其特徵在於還包括三角溢水口 (13)，所述的三角溢水口(13)布置在有機玻璃防護罩(6)側壁的上端。
4.根據權利要求1所述的砂礫石料滲透穩定測試儀，其特徵在於還包括位移測量器 (4)，所述的位移測量器(4)與荷載加壓器(3)、砂礫上方鋼性透水隔板(7)相連。
全文摘要
本發明屬於土工測試中粗粒土滲透穩定性測試試驗的巖土工程領域，涉及一種新型的砂礫石料滲透穩定測試儀。有機玻璃防護罩內布置兩塊鋼性透水隔板，兩塊鋼性透水隔板之間填充砂礫，砂礫上方鋼性透水隔板上布置荷載加壓器，有機玻璃防護罩的下端布置鋼板底座，鋼板底座上布置出水口，出水口通過導水管與泥砂沉澱分離箱的進水口連接，泥砂沉澱分離箱的上方布置溢水管，泥砂沉澱分離箱放置在質量測量器上。該新型砂礫石料滲透穩定測試儀的優點是滲透穩定性試驗效率高，佔地面積小，攜帶組裝方便，操作靈活簡便，測定結果準確可靠，經濟投資省等，適合於級配不良砂礫石料粗粒土滲透穩定性測定的室內或現場試驗。
文檔編號G01N15/08GK102175584SQ20111002942
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者葉瓊瑤, 張文慧, 張福海, 王保田, 藍日彥 申請人:河海大學