恒體積法測量膨脹力的膨脹儀制造技術

本發明專利技術公開了一種恒體積法測量膨脹力的膨脹儀，涉及巖土工程試驗儀器。本膨脹儀的結構是固定系統與測量系統連接；所述的固定系統包括固定底座、圓形鋼柱、帶孔方形橫梁、旋鈕、下透水石、上透水石、環刀固定筒、環刀、螺帽和墊片；所述的測量系統包括壓力傳感器、數顯表、計算機和千分表。本發明專利技術具有：①恒體積，保證了土樣在整個試驗過程中體積不變；②高精度，壓力傳感器具有精度高、量程大的優點,提高試驗結果的精準度；③寬范圍，既適用于測量土樣浸水過程中與環境濕度條件變化下的膨脹力變化，也適用于溫度控制下的膨脹力測試；④結構好，安裝便捷、操作簡便、數據顯示直觀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及巖土工程試驗儀器，尤其是測量膨脹力，具體涉及一種恒體積法測量膨脹力的膨脹儀，適用于有膨脹性的土壤。
技術介紹
膨脹土在我國十幾個省市都有分布，分布范圍很廣。近年來，隨著國民經濟的發展，我國工程建設越來越多，在高速公路和渠道的建設過程中遇到膨脹土問題越來越突出，常常會造成路基變形和邊坡失穩等工程災害，因此，如何準確測量膨脹土的膨脹力具有非常重要的意義。目前的膨脹力測量方法有：膨脹反壓法、平衡加壓法、加壓膨脹法以及恒體積法。膨脹反壓法與加壓膨脹法并不符合膨脹力測試的定義，即土體吸水過程中保持土體體積不變。而平衡加壓法雖然接近其定義，但實際操作中很難控制，因為膨脹過程中難以確定到底施加多少荷載才剛好平衡其體積。然而很多研究發現非飽和土只有在體積不變的條件下測得的膨脹力才具有物理意義和實用價值；鑒于現有恒體積法的測量方法難以達到體積不變，測量值偏大或偏小。本專利技術提供的膨脹儀能保持試樣體變可以忽略不計的，并利用高精度壓力傳感器改進非飽和土膨脹力測量的方法，為測量膨脹力提供一條新的途徑，為解決巖土工程問題提供信任可靠的依據。相比其他幾種膨脹力測量方法，恒體積法更接近其實際的膨脹力，更能保證試驗結果的準確性與實用性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種恒體積法測量膨脹力的膨脹儀，即在保持土體體積不變情況下測量其膨脹力，適用于各類具有膨脹性土壤的膨脹力測試。本專利技術的目的是這樣實現的：本膨脹儀包括被測對象——土樣；設置有固定系統和測量系統；土樣置于固定系統中；固定系統與測量系統連接；所述的固定系統包括固定底座、圓形鋼柱、帶孔方形橫梁、旋鈕、下透水石、上透水石、環刀固定筒、環刀、螺帽和墊片；所述的固定底座是一種金屬圓塊，沿其中心軸線，從下到上，依次設置有儲存室、小圓形凹槽和大圓形凹槽；在固定底座左右兩邊分別垂直設置有安裝孔；在固定底座前后兩邊分別水平設置有進氣孔和出氣孔；所述的圓形鋼柱其頂端設置有螺桿；所述的帶孔方形橫梁是一種鋼質方柱，其兩側設置有安裝孔，安裝孔為內螺環且與螺桿適配，中間孔洞為內螺環且與螺桿適配；所述的旋鈕設置有螺桿和螺桿固定環，螺桿固定環是一種金屬圓環，其內孔為螺環且與螺桿適配；所述的環刀固定筒是一種用來固定環刀的鋼質圓筒，其外徑與大圓形凹槽適配，內徑與環刀的外徑適配，高度大于或等于環刀；所述的環刀是一種實驗室通用的鋼質儀器，其內徑為61.8mm，高度為20mm或者40mm；其位置和連接關系是：固定底座和兩根圓形鋼柱通過安裝孔相連，帶孔方形橫梁套于圓形鋼柱上方的螺桿上，墊片和螺帽先后置于帶孔方形橫梁之上，并套在螺桿上，下透水石置于底座的小圓形凹槽內，環刀固定筒置于大圓形凹槽內并在下透水石上，環刀置于環刀固定筒內，土樣設置在環刀內，上透水石置于土樣上，旋鈕的螺桿垂直插入在帶孔方形橫梁中間孔洞內，螺桿固定環套在旋鈕的螺桿上；所述的測量系統包括壓力傳感器、數顯表、計算機和千分表；其位置和連接關系是：壓力傳感器水平放置于上透水石之上，壓力傳感器頂端的壓力帽與旋鈕的螺桿的底端緊密接觸，并對準其中心；壓力傳感器、數顯表和計算機依次連接，千分表豎直安放在旋鈕頂端的中心。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和有益效果：①恒體積：利用固定支座與鋼柱提供一個限制空間，方形鋼柱上面的旋鈕可上下移動從而調節固定的高度，這就不管試樣高度多高，都能保證壓力傳感器與上面的螺桿剛好接觸，保證了土樣在整個試驗過程中體積不變。②高精度：本專利技術所采用的壓力傳感器具有精度高、量程大、外形小，自重小、價格便宜等綜合優點，另外壓力傳感器底面平整，便于安放于土樣上面的透水石，這就大大提高了本專利技術的實用性。③寬范圍：固定底座開設有橫向的小孔，外接軟管，可通氣，可通水，這就使本專利技術既適用于測量土樣浸水過程中的膨脹力變化，又適用于測量環境濕度條件變化下的膨脹力變化，同時也適用于溫度控制下的膨脹力測試，大大增加了本專利技術的使用范圍。④結構好：相對于現有的技術而言，整套裝置體積小、重量輕、精度高、造價低，并且結構簡單、安裝便捷、操作簡便、數據顯示直觀。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是固定底座的結構示意圖；圖中：00—土樣；10—固定系統，11—固定底座，111—進氣孔，112—出氣孔，113—安裝孔，114—儲存室，1151—小圓形凹槽，1152—大圓形凹槽，12—圓形鋼柱，121—螺桿，13—帶孔方形橫梁，14—旋鈕，141—螺桿固定環，142—螺桿，151—下透水石，152—上透水石，16—環刀固定筒，17—環刀，M1—螺帽，D1—墊片；20—測量系統，21—壓力傳感器，22—數顯表，23—計算機，24—千分表。具體實施方式下面結合附圖和實施例詳細說明：一、膨脹儀的結構1、總體如圖1，本膨脹儀包括被測對象——土樣00；設置有固定系統10和測量系統20；土樣00置于固定系統10中；固定系統10與測量系統20連接。2、功能部件0）土樣00土樣00為原狀樣、壓實樣、擊實樣或泥漿樣。1）固定系統10如圖1、2，固定系統10包括固定底座11、圓形鋼柱12、帶孔方形橫梁13、旋鈕14、下透水石151、上透水石152、環刀固定筒16、環刀17、螺帽M1和墊片D1；所述的固定底座11是一種金屬圓塊，沿其中心軸線，從下到上，依次設置有儲存室114、小圓形凹槽1151和大圓形凹槽1152；在固定底座左右兩邊分別垂直設置有安裝孔113；在固定底座前后兩邊分別水平設置有進氣孔111和出氣孔112；所述的圓形鋼柱12其頂端設置有螺桿121；所述的帶孔方形橫梁13是一種鋼質方柱，其兩側設置有安裝孔，安裝孔為內螺環且與螺桿121適配，中間孔洞為內螺環且與螺桿142適配；所述的旋鈕14設置有螺桿142和螺桿固定環141，螺桿固定環141是一種金屬圓環，其內孔為螺環且與螺桿142適配；所述的環刀固定筒16是一種用來固定環刀的鋼質圓筒，其外徑與大圓形凹槽1152適配，內徑與環刀17的外徑適配，高度大于或等于環刀17；所述的環刀17是一種實驗室通用的鋼質儀器，其內徑為61.8mm，高度為20mm或者40mm；上述其他功能部件均為通用件；其位置和連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種恒體積法測量膨脹力的膨脹儀，包括被測對象——土樣（00）；其特征在于：設置有固定系統（10）和測量系統（20）；土樣（00）置于固定系統（10）中；固定系統（10）與測量系統（20）連接；所述的固定系統（10）包括固定底座（11）、圓形鋼柱（12）、帶孔方形橫梁（13）、旋鈕（14）、下透水石（151）、上透水石（152）、環刀固定筒（16）、環刀（17）、螺帽（M1）和墊片（D1）；所述的固定底座（11）是一種金屬圓塊，沿其中心軸線，從下到上，依次設置有儲存室（114）、小圓形凹槽（1151）和大圓形凹槽（1152）；在固定底座（11）左右兩邊分別垂直設置有安裝孔（113）；在固定底座（11）前后兩邊分別水平設置有進氣孔（111）和出氣孔（112）；所述的圓形鋼柱（12）其頂端設置有螺桿（121）；所述的帶孔方形橫梁（13）是一種鋼質方柱，其兩側設置有安裝孔，安裝孔為內螺環且與螺桿（121）適配，中間孔洞為內螺環且與螺桿（142）適配；所述的旋鈕（14）設置有螺桿（142）與螺桿固定環（141），螺桿固定環（141）是一種金屬圓環，其內孔為螺環且與螺桿（142）適配；所述的環刀固定筒（16）是一種用來固定環刀的鋼質圓筒，其外徑與大圓形凹槽（1152適配），內徑與環刀（17）的外徑適配，高度大于或等于環刀（17）；所述的環刀（17）是一種實驗室通用的鋼質儀器，其內徑為61.8mm，高度為20mm或者40mm；其位置和連接關系是：固定底座（11）和兩根圓形鋼柱（12）通過安裝孔（113）相連，帶孔方形橫梁（13）套于圓形鋼柱（12）上方的螺桿（121）上，墊片（D1）和螺帽（M1）先后置于帶孔方形橫梁（13）之上，并套在螺桿（121）上，下透水石（151）置于底座（11）的小圓形凹槽（1151內），環刀固定筒（16）置于大圓形凹槽（1152）內并在下透水石（151上），環刀（17）置于環刀固定筒（16內），土樣（00）設置在環刀（17）內，上透水石（152）置于土樣（00）上，旋鈕（14）的螺桿垂直插入在帶孔方形橫梁中間孔洞內，螺桿固定環（141）套在螺桿（142）上；所述的測量系統（20）包括壓力傳感器（21）、數顯表（22）、計算機（23）和千分表（24）；其位置和連接關系是：壓力傳感器（21）水平放置于上透水石（152）之上，壓力傳感器（21）頂端的壓力帽與螺桿（142）的底端緊密接觸，并對準其中心；壓力傳感器（21）、數顯表（22）和計算機（23）依次連接，千分表（24）豎直安放在旋鈕（14）頂端的中心。...

【技術特征摘要】
1.一種恒體積法測量膨脹力的膨脹儀，包括被測對象——土樣（00）；
其特征在于：設置有固定系統（10）和測量系統（20）；
土樣（00）置于固定系統（10）中；
固定系統（10）與測量系統（20）連接；
所述的固定系統（10）包括固定底座（11）、圓形鋼柱（12）、帶孔方形橫梁（13）、旋鈕
（14）、下透水石（151）、上透水石（152）、環刀固定筒（16）、環刀（17）、螺帽（M1）和墊片（D1）；
所述的固定底座（11）是一種金屬圓塊，沿其中心軸線，從下到上，依次設置有儲存室
（114）、小圓形凹槽（1151）和大圓形凹槽（1152）；在固定底座（11）左右兩邊分別垂直設置有
安裝孔（113）；在固定底座（11）前后兩邊分別水平設置有進氣孔（111）和出氣孔（112）；
所述的圓形鋼柱（12）其頂端設置有螺桿（121）；
所述的帶孔方形橫梁（13）是一種鋼質方柱，其兩側設置有安裝孔，安裝孔為內螺環且
與螺桿（121）適配，中間孔洞為內螺環且與螺桿（142）適配；
所述的旋鈕（14）設置有螺桿（142）與螺桿固定環（141），螺桿固定環（141）是一種金屬
圓環，其內孔為螺環且與螺桿（142）適配；
所述的環刀固定筒（16）是一種用來固定環刀的鋼質圓筒，其外徑與大圓形凹槽（1152
適配...

【專利技術屬性】
技術研發人員：文松松，梁維云，陳永健，何錦堂，楊德歡，顏永濤，韋昌富，
申請(專利權)人：桂林理工大學，
類型：發明
國別省市：廣西;45