本發(fā)明專利技術(shù)涉及膨脹土二維膨脹儀，可有效解決膨脹儀同時(shí)測(cè)得豎向和側(cè)向兩個(gè)方向的膨脹變形和膨脹力的問題，技術(shù)方案是，包括試驗(yàn)臺(tái)和設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的壓力室，壓力室是由上下相間設(shè)置的底板、頂板和前、后相間設(shè)置的前夾板、后夾板圍成的左右兩端開口的方形管狀結(jié)構(gòu)，兩側(cè)壓板、加壓板、底板、前夾板和后夾板之間共同圍成的空間構(gòu)成試驗(yàn)土樣的容納空間，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)柔性繩與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的加載機(jī)構(gòu)相連，傳壓板上設(shè)置有用于測(cè)量其豎向位移的第一位移傳感器，傳力桿上設(shè)置有用于測(cè)量其水平位移的第二位移傳感器；本發(fā)明專利技術(shù)結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡(jiǎn)單合理，易生產(chǎn)，易操作，成本低，一臺(tái)儀器即可進(jìn)行膨脹變形或膨脹力試驗(yàn)，使用方便，效果好。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及試驗(yàn)儀器，特別是一種膨脹土二維膨脹儀。
技術(shù)介紹
膨脹土是一種遇水膨脹的特殊土，其膨脹性會(huì)對(duì)周圍的工程造成危害。因此測(cè)定膨脹土在恒定荷載作用下的膨脹變形，以及恒定體積下的膨脹力，有助于指導(dǎo)工程實(shí)踐。傳統(tǒng)的膨脹土膨脹儀是在一維固結(jié)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它僅能測(cè)得有側(cè)限條件下的豎向膨脹變形或膨脹力，無法得到側(cè)向的膨脹變形或膨脹力。而通過常規(guī)三軸儀改裝的三軸膨脹儀僅能測(cè)得體積變形，無法直接測(cè)得側(cè)向變形，更不能測(cè)得膨脹力。基于此原因，探索一種能夠同時(shí)測(cè)得豎向和側(cè)向兩個(gè)方向的膨脹變形和膨脹力的儀器來進(jìn)行膨脹試驗(yàn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員渴望解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本專利技術(shù)之目的就是提供一種膨脹土二維膨脹儀，可有效解決膨脹儀同時(shí)測(cè)得豎向和側(cè)向兩個(gè)方向的膨脹變形和膨脹力的問題。本專利技術(shù)解決的技術(shù)方案是， 一種膨脹土二維膨脹儀，包括試驗(yàn)臺(tái)和設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的壓力室，壓力室是由上下相間設(shè)置的底板、頂板和前、后相間設(shè)置的前夾板、后夾板圍成的左右兩端開口的方形管狀結(jié)構(gòu)，底板上開有上下貫通的進(jìn)水孔，進(jìn)水孔上方在頂板上開有上下貫通的加載通道，進(jìn)水孔下方在試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)置有固定板，固定板上經(jīng)轉(zhuǎn)軸裝有杠桿，杠桿的兩端分別設(shè)置有平衡錘和砝碼盤，砝碼盤與轉(zhuǎn)軸之間在杠桿上經(jīng)軸承裝有豎直的加壓桿，加壓桿經(jīng)試驗(yàn)臺(tái)上的通孔向上伸出試驗(yàn)臺(tái)上端面，通孔處的加壓桿上設(shè)置有螺紋段，試驗(yàn)臺(tái)上方和下方在加壓桿的螺紋段上分別設(shè)置有固定螺母，加載通道上方在加壓桿上部裝有水平的傳壓板，傳壓板上固定裝有豎直向下經(jīng)加載通道伸入壓力室內(nèi)的螺桿，伸入一端的下端部設(shè)置有水平的加壓板，加壓板與傳壓板之間的螺桿上設(shè)置有第一應(yīng)力傳感器，加壓板左右兩側(cè)在底板、頂板之間設(shè)置有沿壓力室內(nèi)腔左右滑動(dòng)的側(cè)壓板，兩側(cè)壓板、加壓板、底板、前夾板和后夾板之間共同圍成的空間構(gòu)成試驗(yàn)土樣的容納空間，兩側(cè)壓板外側(cè)分別經(jīng)傳力桿與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，傳力桿上分別設(shè)置有第二應(yīng)力傳感器和可拆卸的銷釘，試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有與銷釘相對(duì)應(yīng)的固定孔，構(gòu)成側(cè)壓板的定位結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)柔性繩與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的加載機(jī)構(gòu)相連，傳壓板上設(shè)置有用于測(cè)量其豎向位移的第一位移傳感器，傳力桿上設(shè)置有用于測(cè)量其水平位移的第二位移傳感器。本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡(jiǎn)單合理，易生產(chǎn)，易操作，成本低，一臺(tái)儀器即可進(jìn)行膨脹變形或膨脹力試驗(yàn)，使用方便，效果好，是膨脹土試驗(yàn)裝置上的創(chuàng)新。【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)的剖面主視圖。圖2為本專利技術(shù)的俯視圖。圖3為本專利技術(shù)加壓桿與試驗(yàn)臺(tái)連接位置的局部剖面示意圖。【具體實(shí)施方式】以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。由圖1-3給出，本專利技術(shù)包括試驗(yàn)臺(tái)I和設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的壓力室，壓力室是由上下相間設(shè)置的底板5、頂板10和前、后相間設(shè)置的前夾板3、后夾板4圍成的左右兩端開口的方形管狀結(jié)構(gòu)，底板5上開有上下貫通的進(jìn)水孔29，進(jìn)水孔上方在頂板上開有上下貫通的加載通道11，進(jìn)水孔29正下方在試驗(yàn)臺(tái)上同樣開有的通孔，該通孔與進(jìn)水孔相連通，共同形成試驗(yàn)空間的進(jìn)水通道，進(jìn)水孔46下方在試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)置有固定板23，固定板23上經(jīng)轉(zhuǎn)軸22裝有杠桿20，杠桿20的兩端分別設(shè)置有平衡錘24和砝碼盤25，砝碼盤25與轉(zhuǎn)軸22之間在杠桿20上經(jīng)軸承21裝有豎直的加壓桿19，加壓桿19經(jīng)試驗(yàn)臺(tái)上的通孔Ia向上伸出試驗(yàn)臺(tái)上端面，通孔處的加壓桿上設(shè)置有螺紋段19a，試驗(yàn)臺(tái)上方和下方在加壓桿的螺紋段上分別設(shè)置有固定螺母45，用于將加壓桿與試驗(yàn)臺(tái)固定或分離，加載通道11上方在加壓桿19上部裝有水平的傳壓板16，傳壓板16上固定裝有豎直向下經(jīng)加載通道伸入壓力室內(nèi)的螺桿14，伸入一端的下端部設(shè)置有水平的加壓板12，加壓板12與傳壓板16之間的螺桿上設(shè)置有第一應(yīng)力傳感器13，加壓板12左右兩側(cè)在底板5、頂板10之間設(shè)置有沿壓力室內(nèi)腔左右滑動(dòng)的側(cè)壓板7，兩側(cè)壓板、加壓板、底板、前夾板和后夾板之間共同圍成的空間構(gòu)成試驗(yàn)土樣47的容納空間，兩側(cè)壓板7外側(cè)分別經(jīng)傳力桿26與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，傳力桿26上分別設(shè)置有第二應(yīng)力傳感器28和可拆卸的銷釘30，試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有與銷釘相對(duì)應(yīng)的固定孔，構(gòu)成側(cè)壓板的定位結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)柔性繩40a與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的加載機(jī)構(gòu)相連，傳壓板16上設(shè)置有用于測(cè)量其豎向位移的第一位移傳感器17，第一位移傳感器17由第一傳感器支架18固定，傳力桿26上設(shè)置有用于測(cè)量其水平位移的第二位移傳感器44，第二位移傳感器44由第二傳感器支架43固定。為保證使用效果，所述的進(jìn)水孔29處在底板5上開有槽，槽內(nèi)設(shè)置有上端面與底板上表面齊平的底座6，底座上均布有上下貫通的通水孔6a，通水孔6a與進(jìn)水孔29相連通，構(gòu)成過水通道，試驗(yàn)土樣47放置在底座6上，試驗(yàn)土樣47與其正上方的加壓板12之間設(shè)置有頂帽8，頂帽上均布有上下貫通的透氣孔； 所述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，分別與兩側(cè)壓板7 —一對(duì)應(yīng)，每個(gè)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括剛性桿33a、33b，裝在所述剛性桿兩端的主動(dòng)軸34a、34b、從動(dòng)軸31a、31b，主動(dòng)軸上裝有主動(dòng)輪、從動(dòng)軸上裝有從動(dòng)輪，如圖2所示，主動(dòng)軸34a上裝有主動(dòng)輪35a，從動(dòng)軸31a上裝有從動(dòng)輪35b，主動(dòng)軸34b上裝有主動(dòng)輪32a，從動(dòng)軸31b上裝有從動(dòng)輪32b，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪均置于試驗(yàn)臺(tái)兩側(cè)的承臺(tái)42上，傳力桿26的一端與側(cè)壓板7固定在一起，另一端與主動(dòng)軸固定在一起，從動(dòng)軸上裝有柔性繩，柔性繩與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的加載機(jī)構(gòu)相連，構(gòu)成側(cè)壓板的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，兩滑動(dòng)機(jī)構(gòu)交叉重疊處可在軸上設(shè)置穿孔36，剛性桿可從穿孔內(nèi)穿過，以保證兩滑動(dòng)機(jī)構(gòu)位于同一水平高度； 所述的加載機(jī)構(gòu)包括大直徑輪39和與所述大直徑輪同心并排裝在一起的小直徑輪37，大直徑輪經(jīng)輪架38設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上，柔性繩40a與小直徑輪相連，大直徑輪上繞裝有加載用柔性繩40b，加載用柔性繩40b的自由端裝有托盤41，托盤41上放置砝碼會(huì)帶動(dòng)大直徑輪39轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使小直徑輪37轉(zhuǎn)動(dòng)，小直徑輪37上的柔性繩40a對(duì)從動(dòng)軸施加拉力，拉力通過剛性桿傳遞至主動(dòng)軸，進(jìn)而主動(dòng)軸將力通過傳力桿傳遞給側(cè)壓板7，最終施加于試樣上，大直徑輪39的直徑大于小直徑輪37，使得在托盤41上施加較小的荷載就可以施加試樣側(cè)面以較大作用力； 所述的側(cè)壓板7上、下端面均裝有兩個(gè)以上滾輪27，滾輪27分別與底板5、頂板10接觸，側(cè)壓板7可在頂板與底板間滑動(dòng)，滾輪的安裝可減少側(cè)壓板與頂板、底板間的摩擦，且保持側(cè)壓板的穩(wěn)定性； 所述的頂板與底板的間距大于試驗(yàn)土樣47的高度，使得試樣在豎向、側(cè)向可充分膨脹，側(cè)壓板7高度大于試驗(yàn)土樣高度，當(dāng)試樣膨脹后，側(cè)壓板仍可以對(duì)當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種膨脹土二維膨脹儀，包括試驗(yàn)臺(tái)（1）和設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的壓力室，其特征在于，壓力室是由上下相間設(shè)置的底板（5）、頂板（10）和前、后相間設(shè)置的前夾板（3）、后夾板（4）圍成的左右兩端開口的方形管狀結(jié)構(gòu)，底板（5）上開有上下貫通的進(jìn)水孔（29），進(jìn)水孔上方在頂板上開有上下貫通的加載通道（11），進(jìn)水孔（46）下方在試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)置有固定板（23），固定板（23）上經(jīng)轉(zhuǎn)軸（22）裝有杠桿（20），杠桿（20）的兩端分別設(shè)置有平衡錘（24）和砝碼盤（25），砝碼盤（25）與轉(zhuǎn)軸（22）之間在杠桿（20）上經(jīng)軸承（21）裝有豎直的加壓桿（19），加壓桿（19）經(jīng)試驗(yàn)臺(tái)上的通孔（1a）向上伸出試驗(yàn)臺(tái)上端面，通孔處的加壓桿上設(shè)置有螺紋段（19a），試驗(yàn)臺(tái)上方和下方在加壓桿的螺紋段上分別設(shè)置有固定螺母（45），加載通道（11）上方在加壓桿（19）上部裝有水平的傳壓板（16），傳壓板（16）上固定裝有豎直向下經(jīng)加載通道伸入壓力室內(nèi)的螺桿（14），伸入一端的下端部設(shè)置有水平的加壓板（12），加壓板（12）與傳壓板（16）之間的螺桿上設(shè)置有第一應(yīng)力傳感器（13），加壓板（12）左右兩側(cè)在底板（5）、頂板（10）之間設(shè)置有沿壓力室內(nèi)腔左右滑動(dòng)的側(cè)壓板（7），兩側(cè)壓板、加壓板、底板、前夾板和后夾板之間共同圍成的空間構(gòu)成試驗(yàn)土樣（47）的容納空間，兩側(cè)壓板（7）外側(cè)分別經(jīng)傳力桿（26）與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，傳力桿（26）上分別設(shè)置有第二應(yīng)力傳感器（28）和可拆卸的銷釘（30），試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有與銷釘相對(duì)應(yīng)的固定孔，構(gòu)成側(cè)壓板的定位結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)柔性繩（40a）與設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)上的加載機(jī)構(gòu)相連，傳壓板（16）上設(shè)置有用于測(cè)量其豎向位移的第一位移傳感器（17），傳力桿（26）上設(shè)置有用于測(cè)量其水平位移的第二位移傳感器（44）。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賈景超，黃志全，齊彥欣，王安明，孫大鵬，王江鋒，周進(jìn)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華北水利水電大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南;41
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