專利名稱：非接觸式巖土收縮試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及土力學(xué)與地基基礎(chǔ)工程中一種在室內(nèi)進行細粒 土縮變形測定的試驗裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外測定細粒土的收縮特性指標收縮儀一般都是采用由 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，將制備好的試樣放置在多孔板上，稱 試樣及多孔板的質(zhì)量，再測讀試樣的豎直向變形，如此按標準或規(guī)程 的要求重復(fù)上述稱試樣及多孔板的質(zhì)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、體縮率及收縮系數(shù)。采用目前 的傳統(tǒng)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范圍內(nèi)土樣變形的最小值，代表 性較差，其次，當土樣收縮過程中產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象時，往往會出現(xiàn)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(xiàn)"膨脹" 的假象。目前國內(nèi)土工試驗方法標準和各行業(yè)的土工試驗規(guī)程中收縮試 驗的目的是測定細粒土原狀樣和擊實粘質(zhì)土的收縮特性指標，由于試 樣的失水是從土樣的表面開始，逐漸向土樣內(nèi)部發(fā)展，這樣必然會導(dǎo) 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(xiàn)局部凸凹不平的情況，對于原狀土樣，經(jīng)常會在含水 率較低時出現(xiàn)局部明顯翹曲的現(xiàn)象，采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。由于目前的收縮儀由 于無法準確量測試樣的豎直向變形，導(dǎo)致計算土的線縮率、收縮系數(shù) 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(fā)明內(nèi)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(jù)試驗需要，在試驗過程中根據(jù)試樣失水后表面的變 形特性，調(diào)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(jié)果的影響，使測定的結(jié)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、激光位移傳感器、激光位移傳感器支架、土樣和土樣支座組成； 其特征是方形框架的由框架頂架7、框架側(cè)架8、框架底座9組成； 方形框架的框架頂架7上設(shè)有激光位移傳感器支架導(dǎo)槽12;框架底座9上設(shè)有楔形固定槽17和定位擋板18用于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；激光位移傳感器支架由激光位移傳感器1、帶 孔螺桿2、外固定螺栓3、內(nèi)固定螺栓4、激光位移傳感器固定座5、 激光位移傳感器電纜線6、激光位移傳感器固定座導(dǎo)向桿IO、激光位移傳感器支架導(dǎo)向桿11組成。帶孔螺桿2用于固定激光位移傳感器 1，并通過外固定螺栓3和內(nèi)固定螺栓4調(diào)節(jié)激光位移傳感器1與土 樣19之間的距離；激光位移傳感器固定座5可沿激光位移傳感器固 定座導(dǎo)向桿10方向自由移動；激光位移傳感器支架還可以通過激光 位移傳感器支架導(dǎo)向桿11在激光位移傳感器支架導(dǎo)槽12內(nèi)平移。首先加工一個帶導(dǎo)向槽，并可以拆卸的能夠安設(shè)激光位移傳感器 支架的方形剛性框架，剛性框架的尺寸根據(jù)激光位移傳感器1和土樣19的尺寸來確定，激光位移傳感器1的量程取決于土樣19的初始狀態(tài)、脹縮性，激光位移傳感器l的精度則取決于試驗的目的及要求。進行收縮試驗時，先將土樣19按試驗的要求制備好，小心安放在盛 放土樣19的土樣支座的多孔板13上，并稱取初始重量，再將土樣 19和土樣支座一起放進方形框架底座內(nèi)，并使土樣支座楔形底板15 推進楔形固定槽17內(nèi)，并使土樣支座楔形底板15與定位擋板18良 好接觸。將激光位移傳感器的位置調(diào)整好，并在土樣的面上根據(jù)試驗 的要求測定一定數(shù)量的激光位移傳感器初始值。然后可以按照土樣的 失水收縮情況，重復(fù)稱重和讀取位移傳感器讀數(shù)的步驟，直至土樣收 縮穩(wěn)定。由于采用激光位移傳感器，可以實現(xiàn)非接觸式量測，而且激光位 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(wǎng)格點進行量測，也可以根據(jù)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是激光位移傳感器支架正視圖。 圖4是激光位移傳感器支架A-A剖面圖。 圖5是激光位移傳感器支架B-B剖面圖。 圖6是激光位移傳感器支架C-C剖面圖。 圖7是激光位移傳感器支架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。如圖所示激光位移傳感器l、帶孔螺桿2、外固定螺栓3、內(nèi)固 定螺栓4、激光位移傳感器固定座5、激光位移傳感器電纜線6、框 架頂架7、框架側(cè)架8、框架底座9、激光位移傳感器固定座導(dǎo)向桿 10、激光位移傳感器支架導(dǎo)向桿11、激光位移傳感器支架導(dǎo)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(jié)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按要求制備好。進行試驗時，先將由框架頂架7、 框架側(cè)架8、框架底座9組成的方形框架和由激光位移傳感器1、帶 孔螺桿2、外固定螺栓3、內(nèi)固定螺栓4、激光位移傳感器固定座5、激光位移傳感器電纜線6、激光位移傳感器固定座導(dǎo)向桿10、激光位移傳感器支架導(dǎo)向桿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。再將制備好的土樣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。然后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(nèi)，再推到與定位擋板18接觸就位，并固定好。再將固定 在激光位移傳感器固定座5上的激光位移傳感器1通過激光位移傳感 器固定座導(dǎo)向桿10、激光位移傳感器支架導(dǎo)向桿11、激光位移傳感 器支架導(dǎo)槽12調(diào)整到土樣19對應(yīng)的位置，并讀取激光位移傳感器1 的初始讀數(shù)，激光位移傳感器1每次在土樣19上的測讀數(shù)據(jù)的個數(shù) 可按試驗前確定的方案執(zhí)行，或根據(jù)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(jù)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(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
權(quán)利要求1.一種非接觸式巖土收縮試驗裝置，由方形框架、激光位移傳感器(1)及二次儀表、激光位移傳感器支架、土樣和土樣支座組成；其特征是方形框架由框架頂架(7)、框架側(cè)架(8)、框架底座(9)組成；框架頂架(7)上設(shè)有激光位移傳感器支架導(dǎo)槽(12)；框架底座(9)上設(shè)有楔形固定槽(17)和定位擋板(18)；激光位移傳感器支架由帶孔螺桿(2)外固定螺栓(3)、內(nèi)固定螺栓(4)、激光位移傳感器固定座(5)、激光位移傳感器固定座導(dǎo)向桿(10)、激光位移傳感器支架導(dǎo)向桿(11)、激光位移傳感器支架導(dǎo)槽(12)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式巖土收縮試驗裝置，其特征 是激光位移傳感器(1)，可以根據(jù)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激光位移傳感器(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、激光位移傳感器、激光位移傳感器支架、土樣和土樣支座組成，方形框架上的頂架上設(shè)有用于平移激光位移傳感器支架的導(dǎo)槽，底板上設(shè)有用于固定土樣支座的楔形固定槽，可以通過激光位移傳感器固定座導(dǎo)向桿、帶孔螺桿來調(diào)節(jié)激光位移傳感器在激光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(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者孔令偉, 郭愛國 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所