一種三軸固結-剪切試驗的體變連續監測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種三軸固結-剪切試驗的體變連續監測裝置，涉及巖土力學試驗技術領域。本實用新型專利技術的結構是：土樣置于三軸壓力室內上透水板和下透水板之間；上透水板、第1軟塑膠管、第1控制閥門和第1體變管依次連接；下透水板、第2軟塑膠管、第2控制閥門和第2體變管依次連接；在支架設置有攝像頭，攝像頭、USB數據線和電腦依次連接，攝像頭對準軟塑膠管。本實用新型專利技術可以調節控制多種排水邊界條件，滿足多種固結排水條件的設計要求；操作方法簡單易行，可以調節拍攝的時間間隔與相片大小，能夠實時連續監測排水體積的變化；易于獲得，成本低廉，對實驗人員沒有特別的要求，同時不需要長時間的人工讀數，可以節約大量的人力。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及巖土力學試驗
，尤其涉及一種三軸固結-剪切試驗的體變連續監測裝置，廣泛應用于土工試驗試樣體積變化的連續監測。
技術介紹
土體的力學性質如變形、強度是建筑工程、海洋工程、道路橋梁工程等相關巖土工程設計、施工所必須掌握的關鍵特性。在實際工程中，在自重作用或外荷載作用下，地基基礎土體的固結沉降的變化規律及其強度的演化是評價工程安全性的重要依據，也是工程設計所需的重要參數。更為引人注意的是，隨著工程項目的難度與規模的擴大，對地基基礎土體的沉降與穩定性控制愈趨嚴格，使得對其變形與強度的演化規律的掌握需要更為豐富與 全面。針對工程復雜的現場環境，進行大規模的、不同深度處地基土體力學特性的測試，除了實際操作上的難度之外，工程項目的經濟性與工期的緊迫性也是必須要考慮的因素。然而，通過現場原位取樣進行室內三軸試驗，進行巖土體材料的變形特性的測試方法，其測試精度與可控制性已經得到國內外巖土力學領域的公認。室內三軸試驗是通過對現場所取的原狀土樣施加圍壓，再現土樣在地層中所受的應力狀態，在此基礎上進行土樣的固結與剪切試驗研究，能模擬地基基礎土體可能遭遇的不同荷載與不同加載速率作用下土體變形與破壞的全過程。一種研究巖土材料變形特性的好思路是先將獲得現場原狀樣或是室內重塑土樣置于三軸壓力室中，恢復其在地層中所處的應力狀態，施加三向應力作用，然后在不同圍壓作用下進行等壓固結試驗與三軸剪切試驗，監測整個過程中土體的體變，來研究土體的變形破壞全過程的演化規律。土體試樣的獲得可以通過現場取樣與室內制樣獲得，其應力狀態的施加可以通過三軸剪力儀的加壓控制裝置完成，對于土體體變的測試三軸儀只給出了一個體變管，靠人工讀數來完成體變的記錄。然而，土體材料的滲透性較小，其固結過程歷時較長，單面排水、依靠人工讀數來監測土樣的體變存在明顯的不足。
技術實現思路
本技術的目的是為解決目前三軸固結、剪切試驗過程中試樣體積變形連續監測，并提高試樣的固結速率，降低固結的時間的技術難題，本技術的目的在于提供了一種三軸固結-剪切試驗的體變連續監測的裝置，該裝置操作方法簡單易行，對實驗人員沒有特殊要求，同時縮短固結排水時間，可以連續監測試樣的體變，并大大縮短試樣的固結排水時間。本技術的目的是這樣實現的包括三軸壓力室,三軸壓力室包括上透水板和下透水板；設置有第I軟塑膠管、第2軟塑膠管、第I控制閥門、第2控制閥門、第I體變管、第2體變管、攝像頭、支架、USB數據線和電腦，檢測對象是土樣80 ；其位直和連接關系是土樣置于三軸壓力室內上透水板和下透水板之間，在圍壓施加下進行土樣排水；上透水板、第I軟塑膠管、第I控制閥門和第I體變管依次連接，進行土樣上部排水體積的量測；下透水板、第2軟塑膠管、第2控制閥門和第2體變管依次連接，進行土樣下部排水體積的量測；在支架設置有攝像頭，攝像頭、USB數據線和電腦依次連接，攝像頭對準軟塑膠管，完成對土樣上、下部排水體積變化的電子攝像和存儲。本技術具有下列優點和積極效果I、可以調節控制多種排水邊界條件，滿足多種固結排水條件的設計要求，在雙面排水條件下排水固結時間縮短為原來的1/4 ；2、操作方法簡單易行，可以調節拍攝的時間間隔與相片大小，能夠實時連續監測排水體積的變化；3、易于獲得，成本低廉，對實驗人員沒有特別的要求，同時不需要長時間的人工讀數，可以節約大量的人力。附圖說明圖I是本裝置的結構示意圖；圖2是體變管的工作原理示意圖；圖3是電腦控制軟件的工作流程圖。圖中00—三軸壓力室，OI—上透水板， 02—下透水板；11 一第I軟塑膠管，12—第2軟塑膠管；21一第I控制閥門，22—第2控制閥門；31—第I體變管，32—第2體變管，A一蒸懼水， B—指不油面， C一棉花團；40—攝像頭；50—支架；60—USB 數據線；70—電腦，71—控制軟件；80—土樣。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術詳細說明一、裝置I、總體如圖I，本技術包括三軸壓力室00，三軸壓力室00包括上透水板OI和下透水板02 ；設置有第I軟塑膠管11、第2軟塑膠管12、第I控制閥門21、第2控制閥門22、第I體變管31、第2體變管32、攝像頭40、支架50、USB數據線60和電腦70，檢測對象是土樣80 ；其位置和連接關系是土樣80置于三軸壓力室00內上透水板01和下透水板02之間，在圍壓施加下進行土樣80排水；上透水板01、第I軟塑膠管11、第I控制閥門21和第I體變管31依次連接，進行土樣80上部排水體積的量測；下透水板02、第2軟塑膠管12、第2控制閥門22和第2體變管32依次連接，進行土樣80下部排水體積的量測；在支架50設置有攝像頭40，攝像頭40、USB數據線60和電腦70依次連接，攝像 頭40對準軟塑膠管，完成對土樣80上、下部排水體積變化的電子攝像和存儲。本技術的工作原理三軸壓力室00中的土樣80在加壓條件下開始固結，土樣孔隙中的水排出進入第I體變管31和第2體變管32，由體變管中油面對應的刻度變化標示排水體積的變化，通過塞上濕棉花防止體變管中的水汽蒸發，從而影響排水體積的測量精度。利用電腦70及其控制軟件71對攝像頭40進行拍攝，連續記錄體變管排水體積的變化。調節攝像頭40與體變管之間的距離，確定合適的拍攝距離后，通過拍攝到的圖片的清晰程度，然后微調攝像頭焦距，如此多步控制的目的是最終獲得高質量的圖片；根據圖3給出的拍攝控制系統操作步驟在電腦70上設置控制軟件71，按照事先確定的拍攝時間間距、圖片的大小與存放的文件，完成拍攝控制系統的設定。通過以上裝置的組裝與設定，啟動控制軟件71，開始三軸固結或排水剪切試驗，即可以進行試驗過程中土樣體積變化的實時連續監測。2、功能部件I)三軸壓力室00如圖1，三軸壓力室00用于給土樣80提供裝樣的裝置，并對土樣施加圍壓與豎向壓力，提供排水通道。2)第I體變管31與第2體變管32如圖2，第I體變管31與第2體變管32分別用于記錄并量測土樣80上、下部排水體積的變化。3)電腦 70電腦70用于控制軟件71實施對攝像頭40的控制，并存儲拍攝的圖片。電腦控制軟件71的工作流程是①安裝拍攝程序I ;②安裝攝像頭驅動2 ；③啟動拍攝程序3;④設定拍攝照片的時間間隔4 ；⑤設置照片拍攝質量與大小5 ；⑥設置照片名稱及保存的位置6 ；⑦選中保存照片備份7 ；⑧應用設直，開始拍攝8。二、本技術的操作方法I、調節第I控制閥門21與第2控制閥門22，控制土樣80的排水條件；2、將攝像頭40調整到合適的高度固定于支架50上，調節攝像頭40與體變管之間的距離，然后微調攝像頭40焦距，直到拍攝到最清晰的圖片；3、在電腦70上設置控制軟件71，設定拍攝時間間距、照片的大小與存放的文件，完成拍攝控制系統的設定；4、開啟控制軟件71，進行實時、間隔拍攝，開始固結或剪切試驗，進行土樣80排水體積變化的記錄。權利要求1.一種三軸固結-剪切試驗的體變連續監測裝置，包括三軸壓力室(00)，三軸壓力室(00 )包括上透水板(01)和下透水板(02 )，檢測對象是土樣(80 ); 其特征在于 設置有第I軟塑膠管(11)、第2軟塑膠管(12)、第I控制閥門(21)、第2控制閥門(22)、第I體變管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三軸固結？剪切試驗的體變連續監測裝置，包括三軸壓力室（00），三軸壓力室（00）包括上透水板（01）和下透水板（02），檢測對象是土樣（80）；其特征在于：設置有第1軟塑膠管（11）、第2軟塑膠管（12）、第1控制閥門（21）、第2控制閥門（22）、第1體變管（31）、第2體變管（32）、攝像頭（40）、支架（50）、USB數據線（60）和電腦（70）；其位置和連接關系是：土樣（80）置于三軸壓力室（00）內上透水板（01）和下透水板（02）之間；上透水板（01）、第1軟塑膠管（11）、第1控制閥門（21）和第1體變管（31）依次連接；下透水板（02）、第2軟塑膠管（12）、第2控制閥門（22）和第2體變管（32）依次連接；在支架（50）設置有攝像頭（40），攝像頭（40）、USB數據線（60）和電腦（70）依次連接，攝像頭（40）對準軟塑膠管。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳盼，韋昌富，李永和，王吉利，馬田田，魏厚振，
申請(專利權)人：中國科學院武漢巖土力學研究所，
類型：實用新型
國別省市：