槓桿式土粘著力測試儀的製作方法

2023-11-05 14:02:57 1

專利名稱：槓桿式土粘著力測試儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用槓桿原理測量土粘著力的儀器。
背景技術：
土的粘著性(膠粘性)是土的固體組成部分通過結合水膜與過渡類型水與外部物體之間的相互作用。結合水膜與過渡類型水，一方面和土顆粒作用，另一方面與外部物體接觸，於是就產生了一個應力，它們之間的作用力是複合型的，並且這個作用比較接近於粘結力(附著力)，這個力被稱作粘著力。由於這個力的存在，使得大型的交通或者運輸工具在野外裸露土地地面上作業時將耗費多餘的動力，從而影響其工作效率，並消耗多餘的動力資源。尤其是在軍事方面，大型的戰鬥和運輸機械在土地面行進過程中，車輪與地面之間的粘著力影響運輸機械行進速度，消耗多餘的能源。因此，需要對土的粘著性進行研究。近年，在國家倡導節能減排、保護資源環境的框架下，研究普通民用以及軍事交通運輸工具及車輛(不同材料-鋼材或橡膠)與土地面之間的粘著力是科技人員、工程技術人員亟待解決的技術問題。另外，大氣降水和地下水位的變化會使地基中土的含水量產生變化，與此同時建築物底板(或樁基混凝土樁壁)與土之間的粘著力也會發生變化。因此需要對混凝土(外部物體)與地基土之間產生的粘著力進行研究，使工程建築物穩定可靠，保護國家和人民財產免受損失。

發明內容
鑑於上述，本發明的目的旨在提供一種槓桿式土粘著力測試儀。利用槓桿原理組成的裝置，採用不同的壓力梯度使不同材料的測試頭與土樣品充分接觸來測量土粘著力。本發明的目的是這樣實現的一種槓桿式土粘著力測試儀，是由槓桿、支架、不同材料可更換式測試頭、可裝卸式樣品盒、小桶和底板構成。槓桿中心與支架頂部相連，支架下端固定在底板上；不同材料可更換式測試頭與小桶分別掛在槓桿的兩頭，並分別位居於支架的兩側，可裝卸式樣品盒底部凹陷槽嵌於底板的凸臺上，其上方正對於不同材料可更換式測試頭。本發明的優點和有益效果是1.不同材料可更換式測試頭為金屬(鋼質、鐵質、鋁質)、或橡膠、或混凝土不同材料製成。測試頭可以更換，可滿足對不同材料與土之間粘著力的測試需要。2.本發明能夠很好的模擬交通工具以及工程建設中不同材料與土體接觸所產生的粘著效應，並能準確的測量出不同材料與土之間粘著力，解決了土與不同介質材料的粘著力測試問題，為民用及軍事運輸工具的減少能耗、提高工程建築質量提供試驗數據和技術指導。3、該發明可滿足實驗室和野外工作的需要，具有攜帶方便，操作簡單，測量周期短，節省能源等優點。


圖1是本發明的示意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖，對本發明的技術方案再作進一步的說明如圖1所示，一種槓桿式土粘著力測試儀，是由槓桿1、支架2、不同材料可更換式測試頭3、可裝卸式樣品盒4、小桶5和底板6構成。槓桿1中心與支架2頂部相連，支架下端固定在底板6上。不同材料可更換式測試頭3與小桶5分別掛在槓桿的兩頭，並分別位居於支架6的兩側，可裝卸式樣品盒4底部凹陷槽嵌於底板6的凸臺上，使可裝卸式樣品盒 4固定在底板6上方。可裝卸式樣品盒4上方正對於不同材料可更換式測試頭3。不同材料可更換式測試頭3為金屬(鋼質、鐵質、鋁質)、或橡膠、或混凝土不同材料製成。可裝卸式樣品盒4為不鏽鋼材料，小桶5為質量較輕的材料(塑料、或可鋁質材料)。下面，按照以上所敘述實驗條件採用鐵質測試頭，就使用砝碼和鐵砂(或砂土)等不同稱重材料的方式分述如下使用砝碼方式稱重小桶5質量，將鐵質測試頭向下方土樣施加壓力，加壓至需要壓力值，將小桶5和鐵質測試頭上分別掛在槓桿1的兩端，在小桶5內放入不同質量且有質量刻度的砝碼，直至鐵質測試頭與土樣脫離的瞬時，停止向小桶5中加入砝碼，然後讀取桶中所有砝碼質量刻度之和與小桶質量。粘著力的計算公式如下F = P/S = (f 小桶+4+ +^+. · · +fn)/S，……(I)(I)式中，F-粘著力；P-豎向的拉力汀小桶-小桶質量力^力…^-小桶內砝碼
質量在豎向荷載為IMPa，不同材料可更換式測試頭(4)為鐵質材料，稱重材料為砝碼， 且土樣品接觸面積為IOcm2時，測試輕質粘土最大粘著力值Fmax = 0. 023MPa (約0. 23kg)。使用鐵砂(或砂土)方式將鐵質測試頭向下方土樣施加壓力，加壓至需要壓力值，將小桶5和鐵質測試頭上分別掛在槓桿1的兩端，在小桶5內放入鐵砂或砂土等不同材料，直至鐵質測試頭與土樣瞬時脫離，停止向小桶5中加入鐵砂、砂土，然後用稱重儀器稱取小桶與其中鐵砂或者砂土的質量。粘著力的計算公式如下F = P/S = (f 小桶+f)/S，……(II)(II)式中，F-粘著力；P-豎向的拉力；f/Wi-小桶質量；f_小桶內鐵砂或砂土質量在豎向荷載為IMPa，不同材料可更換式測試頭4為鐵質材料，稱重材料為鐵砂 (或砂土)，且土樣品接觸面積為IOcm2時，測試輕質粘土最大粘著力值Fmax = 0. 02MPa (約 0. 2kg)。使用砝碼和鐵砂(或砂土 )等不同稱重材料的方式結果不盡相同，砝碼質量為標準標定質量，便於讀取，但精確度不高；利用鐵砂(或砂土)，其顆粒較小，測試完畢需要稱重，但是精度較高。
權利要求
1. 一種槓桿式土粘著力測試儀，是由槓桿(1)、支架O)、不同材料可更換式測試頭 (3)、可裝卸式樣品盒(4)、小桶(5)、底板(6)構成，其特徵是槓桿(1)中心與支架(2)頂部相連，支架下端固定在底板(6)上；不同材料可更換式測試頭C3)與小桶( 分別掛在槓桿的兩頭，並分別位居於支架(6)的兩側，可裝卸式樣品盒⑷底部凹陷槽嵌於底板(6)的凸臺上，其上方正對於不同材料可更換式測試頭(3)。
全文摘要
本發明涉及一種槓桿式土粘著力測試儀，它是由槓桿、支架、不同材料可更換式測試頭、可裝卸式樣品盒、小桶和底板構成。槓桿中心與支架頂部相連，支架下端固定在底板上；不同材料可更換式測試頭與小桶分別掛在槓桿的兩頭，並分別位居於支架的兩側，可裝卸式樣品盒底部凹陷槽嵌於底板的凸臺上，其上方正對於不同材料可更換式測試頭。本發明可以在實驗室和野外條件下測量不同的材料與不同類型及狀態土之間的粘著力。為民用及軍事運輸工具的減少能耗、提高工程建築質量提供試驗數據和技術指導。
文檔編號G01N19/04GK102494995SQ20111035655
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者張澤, 武俊傑, 趙淑萍, 邴慧, 陳慧娥, 馬巍 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所