一種土樣多向增濕變形測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于土工室內(nèi)試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種土樣多向增濕變形測量裝置及測量方法，該測量裝置包括支撐架、百分表、土樣室、多向供水裝置、上透水石以及下透水石；上透水石的外徑以及下透水石外徑與土樣室的內(nèi)徑是相同的；上透水石、待測圓柱形土樣以及下透水石自上而下依次設(shè)置在土樣室內(nèi)部；百分表活動設(shè)置在支撐架上并可在支撐架上自如升降運動；百分表作用于上透水石上部；多向供水裝置分別通過上透水石、下透水石以及土樣室的側(cè)壁與土樣室相貫通。本發(fā)明提供了一種土樣多向增濕變形測量裝置及測量方法，該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，成本較低，便于使用。
【專利說明】
一種土樣多向増濕變形測量裝置及測量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于土工室內(nèi)試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種土樣多向增濕變形測量裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國黃土分布面積約64萬平方米，黃土是第四系干旱、半干旱氣候條件下，陸相沉積的一種特殊土，顏色由黃至紅黃、疏松多孔，質(zhì)地均一，層理不明顯，富含碳酸鈣，表層多具有濕陷性，濕陷性黃土遇水會產(chǎn)生較大的變形，不同方向增濕引起的土體沉降變形需要深入研究，是濕陷性黃土工程特性研究的重要部分。
[0003]多向增濕變形測量裝置是一種用于測量土樣不同方向增濕所產(chǎn)生的豎向變形，土體增濕變形量是巖土工程勘察的重要指標。但是，目前的增濕變形測量裝置及方法不能較好的測量不同方向增濕所產(chǎn)生的土樣濕陷變形，影響了其在試驗研究中的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對土樣多向增濕豎向變形測量裝置缺乏的問題，提供了一種土樣多向增濕變形測量裝置及測量方法，該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，成本較低，便于使用。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述土樣多向增濕變形測量裝置包括支撐架、百分表、土樣室、多向供水裝置、上透水石以及下透水石;所述上透水石的外徑以及下透水石外徑與土樣室的內(nèi)徑是相同的；上透水石、待測圓柱形土樣以及下透水石自上而下依次設(shè)置在土樣室內(nèi)部;所述百分表活動設(shè)置在支撐架上并可在支撐架上自如升降運動;所述百分表作用于上透水石上部;所述多向供水裝置分別通過上透水石、下透水石以及土樣室的側(cè)壁與土樣室相貫通。
[0007]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的多向供水裝置包括水箱以及導管;所述導管包括上部導管、下部導管以及側(cè)部導管;所述水箱通過上部導管以及上透水石與土樣室相貫通;所述水箱通過下部導管以及下透水石與土樣室相貫通;所述水箱通過側(cè)部導管與土樣室相貫通。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的導管的外表面設(shè)置有刻度。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的側(cè)部導管是一根或多根;所述側(cè)部導管是多根時，所述側(cè)部導管均布在土樣室側(cè)壁上。
[0010]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的上部導管、下部導管以及側(cè)部導管上均設(shè)置有閥門。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的土樣多向增濕變形測量裝置還包括置于上透水石9頂部的承壓板，所述多向供水裝置依次通過承壓板以及上透水石與土樣室相貫通;所述百分表作用于承壓板上。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的承壓板頂部設(shè)置有砝碼。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的承壓板頂部還設(shè)置有中空的平臺；所述承壓板上開設(shè)有與中空的平臺相貫通的通孔;所述多向供水裝置依次通過中空的平臺、承壓板上的通孔以及上透水石與土樣室相貫通;所述百分表作用于中空的平臺上。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的支撐架包括支架、豎桿以及旋鈕;所述支架通過旋鈕活動設(shè)置在豎桿上并可在豎桿上自如升降;所述百分表固定設(shè)置在支架端部。
[0015]—種基于如上所述的土樣多向增濕變形測量裝置的測量方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:
[0016]I)在土樣室內(nèi)自下而上依次放置下透水石、待測圓柱形土樣、上透水石、承壓板、平臺，調(diào)整旋鈕，使得百分表觸頭與平臺頂面相接，并調(diào)零百分表；
[0017]2)試驗開始后，根據(jù)試驗方案要求，讀取導管內(nèi)部水面的刻度，開啟不同位置的閥門，讀取增濕完成后導管內(nèi)部液面的刻度，實現(xiàn)待測圓柱形土樣頂面、底面以及左右側(cè)不同方向的定量增濕，再分別讀取增濕前后的百分表讀數(shù)，換算豎向變形量，完成對待測圓柱形土樣多向增濕豎向變形的測量；
[0018]3)試驗完成后，關(guān)閉閥門，旋轉(zhuǎn)旋鈕使得百分表上升，使得百分表觸頭脫離平臺，依次取出承壓板、上透水石、待測圓柱形土樣以及下透水石，清洗后備用。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0020]本發(fā)明公開了一種土樣多向增濕變形測量裝置及測量方法。該裝置包括百分表、支架、旋鈕、導管、豎桿、閥門、平臺、砝碼、上透水石、下透水石、承壓板、土樣室，百分表用來測量增濕過程中土樣的豎向變形，支架用于固定百分表，旋鈕用于調(diào)零百分表，導管表面帶有刻度，內(nèi)部儲水，用于給土樣定量增濕，豎桿用于固定支架，平臺表面平整度較高，用于放置百分表觸頭，砝碼用于給土樣施加一定的荷載，透水石可使得水分均勻增濕土樣，承壓板強度較大，能承受一定的荷載，且中間位置焊接有空心鐵管，用于承接平臺及內(nèi)置導管，土樣室用于固定圓柱形土樣及透水石。試驗時，在土樣室依次放置下透水石、圓柱形土樣、上透水石、承壓板、平臺，調(diào)整旋鈕，使得百分表觸頭與平臺頂面相接，并調(diào)零，再根據(jù)試驗方案要求，通過帶刻度導管的選用，開啟不同位置的閥門，可實現(xiàn)土樣頂面、底面、左右側(cè)不同方向的定量增濕，從而完成圓柱形土樣多向增濕豎向變形測量，通過該測量裝置設(shè)計及測量方法的創(chuàng)新，可實現(xiàn)不同方向增濕條件下土樣增濕變形測量的目的，對其工程特性研究具有一定的意義。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明所提供的土樣多向增濕變形測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中:
[0023]1-百分表;2-支架;3-旋鈕;4-導管;5-豎桿;6_閥門；7_平臺；8_砝碼;9_上透水石；10-圓柱形土樣；11-下透水石；12-承壓板;13-土樣室。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其操作方法做進一步的詳細說明:
[0025]參見圖1，本發(fā)明提供了一種土樣多向增濕變形測量裝置，包括支撐架、百分表1、土樣室13、多向供水裝置、上透水石9以及下透水石11;上透水石9的外徑以及下透水石11外徑與土樣室13的內(nèi)徑是相同的；上透水石9、待測圓柱形土樣10以及下透水石11自上而下依次設(shè)置在土樣室13內(nèi)部;百分表I活動設(shè)置在支撐架上并可在支撐架上自如升降運動;百分表I作用于上透水石9上部；多向供水裝置分別通過上透水石9、下透水石11以及土樣室13的側(cè)壁與土樣室13相貫通。
[0026]多向供水裝置包括水箱以及導管4;導管4包括上部導管、下部導管以及側(cè)部導管；水箱通過上部導管以及上透水石9與土樣室13相貫通;水箱通過下部導管以及下透水石11與土樣室13相貫通;水箱通過側(cè)部導管與土樣室13相貫通。
[0027]導管4的外表面設(shè)置有刻度。
[0028]側(cè)部導管是一根或多根;側(cè)部導管是多根時，側(cè)部導管均布在土樣室13側(cè)壁上。
[0029]上部導管、下部導管以及側(cè)部導管上均設(shè)置有閥門6。
[0030]土樣多向增濕變形測量裝置還包括置于上透水石9頂部的承壓板12，多向供水裝置依次通過承壓板12以及上透水石9與土樣室13相貫通;百分表I作用于承壓板12上。
[0031]承壓板12頂部設(shè)置有砝碼8。
[0032]承壓板12頂部還設(shè)置有中空的平臺7;承壓板12上開設(shè)有與中空的平臺7相貫通的通孔；多向供水裝置依次通過中空的平臺7、承壓板12上的通孔以及上透水石9與土樣室13相貫通;百分表I作用于中空的平臺7上。
[0033]支撐架包括支架2、豎桿5以及旋鈕3;支架2通過旋鈕3活動設(shè)置在豎桿5上并可在豎桿5上自如升降；百分表I固定設(shè)置在支架2端部。
[0034]一種基于如前所記載的土樣多向增濕變形測量裝置的測量方法，該方法包括以下步驟:
[0035]I)在土樣室13內(nèi)自下而上依次放置下透水石11、待測圓柱形土樣10、上透水石9、承壓板12、平臺7，調(diào)整旋鈕3，使得百分表I觸頭與平臺7頂面相接，并調(diào)零百分表I;
[0036]2)試驗開始后，根據(jù)試驗方案要求，讀取導管4內(nèi)部水面的刻度，開啟不同位置的閥門6，讀取增濕完成后導管4內(nèi)部液面的刻度，實現(xiàn)待測圓柱形土樣10頂面、底面以及左右側(cè)不同方向的定量增濕，再分別讀取增濕前后的百分表I讀數(shù)，換算豎向變形量，完成對待測圓柱形土樣10多向增濕豎向變形的測量；
[0037]3)試驗完成后，關(guān)閉閥門6，旋轉(zhuǎn)旋鈕3使得百分表I上升，使得百分表I觸頭脫離平臺7，依次取出承壓板12、上透水石9、待測圓柱形土樣10以及下透水石11，清洗后備用。
[0038]實施例1:
[0039]參見圖1，一種土樣多向增濕變形測量裝置，包括百分表1、支架2、旋鈕3、導管4、豎桿5、閥門6、平臺7、砝碼8、上透水石9、下透水石11、承壓板12、土樣室13。支架2用于固定百分表I O
[0040]百分表I精度較高，用于測量增濕過程中土樣的豎向變形。旋鈕3可控制支架2的升降，進而調(diào)零百分表I。導管4直徑0.3cm，外表面帶有刻度，內(nèi)部儲水，可對土樣進行不同方向的定量增濕。豎桿5長6.7cm，用于固定支架2及百分表I。平臺7厚1.2cm，長3.7cm，內(nèi)部中空，布置有進水導管4，且上表面平整度較高，用于放置百分表I觸頭。砝碼8重量相同，保證承壓板12的穩(wěn)定。透水石厚0.4cm，直徑與待測圓柱形土樣10直徑相同，均為15cm，可使得水分均勾增濕土樣。承壓板12厚0.4cm，直徑為15cm，其中間焊接的空心鐵管高1.7cm，直徑
0.6cm，強度較大，能承受一定的荷載，用于承接平臺7及內(nèi)置導管4。土樣室13內(nèi)徑為15cm，高3.2cm，用于固定圓柱形土樣10、透水石及承壓板12。
[0041]上述的土樣多向增濕變形測量裝置的操作方法，其步驟是:
[0042]A、按照圖1所示安裝裝置，在土樣室13依次放置下透水石11、待測圓柱形土樣10、上透水石9、承壓板12、平臺7，調(diào)整旋鈕3，使得百分表I觸頭與平臺7頂面相接，并調(diào)零百分表I;
[0043]B、試驗開始后，根據(jù)試驗方案要求，讀取導管4內(nèi)部水面的刻度，開啟不同位置的閥門6，讀取增濕完成后導管4內(nèi)部液面的刻度，可實現(xiàn)土樣頂面、底面、左右側(cè)不同方向的定量增濕，再分別讀取增濕前后的百分表I讀數(shù)，可換算豎向變形量，從而完成待測圓柱形土樣10多向增濕豎向變形的測量；
[0044]C、試驗完成后，關(guān)閉閥門6，處理得到數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)旋鈕3使得百分表I上升，使得百分表I觸頭脫離平臺7，依次取出透水石、待測圓柱形土樣10、承壓板12，并清洗，并在導管4內(nèi)部注入水，以進行下次試驗。
[0045]這種土樣多向增濕變形測量裝置通過在土樣室不同位置設(shè)置進水孔，并通過閥門控制，可實現(xiàn)土樣頂面、底面、左右側(cè)不同方向的定量增濕，從而完成圓柱形土樣多向增濕豎向變形測量，通過該測量裝置設(shè)計及測量方法的創(chuàng)新，可實現(xiàn)不同方向增濕條件下土樣增濕變形測量的目的，對其工程特性研究具有一定的意義。
[0046]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照最佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述土樣多向增濕變形測量裝置包括支撐架、百分表(I)、土樣室(13)、多向供水裝置、上透水石(9)以及下透水石(11);所述上透水石(9)的外徑以及下透水石(11)外徑與土樣室(13)的內(nèi)徑是相同的；上透水石(9)、待測圓柱形土樣(10)以及下透水石(11)自上而下依次設(shè)置在土樣室(13)內(nèi)部；所述百分表(I)活動設(shè)置在支撐架上并可在支撐架上自如升降運動；所述百分表(I)作用于上透水石(9)上部;所述多向供水裝置分別通過上透水石(9)、下透水石(11)以及土樣室(13)的側(cè)壁與土樣室(I 3)相貫通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述多向供水裝置包括水箱以及導管(4);所述導管(4)包括上部導管、下部導管以及側(cè)部導管;所述水箱通過上部導管以及上透水石(9)與土樣室(13)相貫通；所述水箱通過下部導管以及下透水石(II)與土樣室(13)相貫通;所述水箱通過側(cè)部導管與土樣室(13)相貫通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述導管(4)的外表面設(shè)置有刻度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述側(cè)部導管是一根或多根;所述側(cè)部導管是多根時，所述側(cè)部導管均布在土樣室(13)側(cè)壁上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述上部導管、下部導管以及側(cè)部導管上均設(shè)置有閥門(6)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述土樣多向增濕變形測量裝置還包括置于上透水石9頂部的承壓板(12)，所述多向供水裝置依次通過承壓板(12)以及上透水石(9)與土樣室(13)相貫通;所述百分表(I)作用于承壓板(12)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述承壓板(12)頂部設(shè)置有砝碼(8)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述承壓板(12)頂部還設(shè)置有中空的平臺(7);所述承壓板(12)上開設(shè)有與中空的平臺(7)相貫通的通孔;所述多向供水裝置依次通過中空的平臺(7)、承壓板(12)上的通孔以及上透水石(9)與土樣室(13)相貫通;所述百分表(I)作用于中空的平臺(7)上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的土樣多向增濕變形測量裝置，其特征在于:所述支撐架包括支架(2)、豎桿(5)以及旋鈕(3);所述支架(2)通過旋鈕(3)活動設(shè)置在豎桿(5)上并可在豎桿(5)上自如升降;所述百分表(I)固定設(shè)置在支架(2)端部。10.—種基于如權(quán)利要求9所述的土樣多向增濕變形測量裝置的測量方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 1)在土樣室(13)內(nèi)自下而上依次放置下透水石(11)、待測圓柱形土樣(10)、上透水石(9)、承壓板(12)、平臺(7)，調(diào)整旋鈕(3)，使得百分表(I)觸頭與平臺(7)頂面相接，并調(diào)零百分表(I); 2)試驗開始后，根據(jù)試驗方案要求，讀取導管(4)內(nèi)部水面的刻度，開啟不同位置的閥門(6)，讀取增濕完成后導管(4)內(nèi)部液面的刻度，實現(xiàn)待測圓柱形土樣(10)頂面、底面以及左右側(cè)不同方向的定量增濕，再分別讀取增濕前后的百分表(I)讀數(shù)，換算豎向變形量，完成對待測圓柱形土樣(10)多向增濕豎向變形的測量； 3)試驗完成后，關(guān)閉閥門(6)，旋轉(zhuǎn)旋鈕(3)使得百分表(I)上升，使得百分表(I)觸頭脫離平臺(7)，依次取出承壓板(12)、上透水石(9)、待測圓柱形土樣(10)以及下透水石(11)，清洗后備用。
【文檔編號】G01B5/30GK106091905SQ201610686912
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610686912.8, CN 106091905 A, CN 106091905A, CN 201610686912, CN-A-106091905, CN106091905 A, CN106091905A, CN201610686912, CN201610686912.8
【發(fā)明人】員康鋒, 張軍, 孫志杰, 薛曉輝, 王國忠
【申請人】山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計院