[實用新型]細觀結構觀測固結儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920072242.6
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN201434803Y
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉文白;曹亮;周健;史旦達;張輝
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01B5/30;G01B11/16
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳學雯

技術領域：

本實用新型涉及一種基于固結試驗、土體受到軸向壓力和完全側限作用時對土的細觀結構進行觀測的土工試驗儀器，尤其涉及的是一種可以對試驗土樣進行細觀結構觀測和變形場觀測的細觀結構觀測固結儀。

背景技術：

目前，國內外采用的固結儀是將天然狀態(tài)下的原狀土樣或擾動土樣置于壓縮儀器中(如圖1所述)，在不同荷載條件下測定其壓縮變形。常規(guī)的標準固結儀包底座20、安裝在底座20內的上透水石22、下透水石25以及設置上透水石22上方的傳壓蓋板21，在下透水石25兩側而安裝有大套環(huán)24，大套環(huán)24向內安裝有小套環(huán)23，小套環(huán)23、大套環(huán)24、上透水石22以及下透水石25構成的壓縮容器27，環(huán)刀和土樣置于壓縮容器27中。這種結構的固結儀在試驗的加荷方式為應力控制方法，一般為杠桿加荷。根據(jù)得到各級荷載p下對應的孔隙比e，從而可繪制出土樣壓縮試驗的e-p曲線及e-lg?p曲線等，從而測定試樣在完全側限條件和軸向排水條件下的荷載與壓縮變形量的關系，以便計算土樣的壓縮系數(shù)av和壓縮模量Es等宏觀力學性質參數(shù)。在壓縮試驗中，試驗的土樣是在金屬套環(huán)中，在試驗過程中能測量到土樣的受力和變形情況，而不能觀測到土樣內部的土體細觀結構的變化和土體變形的變化，無法研究加載過程中土體的細觀結構力學特性和變形特性，從而影響對土的細觀結構進行觀測試驗效果。

實用新型內容：

本實用新型目的是為了解決傳統(tǒng)固結儀無法進行土體的細觀觀測和變形場的問題，基于常規(guī)固結試驗方法，提供一種試驗簡便、結果直觀，可廣泛適用于側限和軸向排水條件下的非飽和土的細觀分析儀器即細觀結構觀測固結儀，使其能夠直觀的觀測土體內部的細觀結構變化，直觀觀測土體內部的變形場的變化，研究土體排水固結過程中的細觀結構力學特性。

為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型通過如下的技術方案來實現(xiàn)：

細觀結構觀測固結儀，它包括底座、設置在底座內的大套環(huán)、設置在大套環(huán)內的小套環(huán)、透水石及傳壓蓋板，所述透水石包括上透水石和下透水石，其特征在于，所述大套環(huán)、傳壓蓋板、小套環(huán)和透水石均為半圓狀，所述大套環(huán)的直邊側面為平板狀透明物體構成的細觀結構觀測面，可以通過平板狀透明物體觀測到土體內部的剖面圖象；所述平板狀透明物體為平板狀透明鋼化玻璃，在實驗過程中可以通過細觀結構觀測面的平板狀透明鋼化玻璃對土體內部進行觀測和拍攝。該平板狀透明物體具有足夠的剛度，確保壓縮過程的平板狀透明物體不會彎曲變形，保證對土樣的完全側限條件和清晰的拍攝效果。

所述細觀結構觀測面、大套環(huán)、小套環(huán)和透水石相互連接構成一盛放土樣的固結容器，該固結容器的半圓體的弧形側面由環(huán)形、剛性的金屬制作形成小套環(huán)，固結容器的半圓體的直邊側面由平板狀透明物體制作即為細觀結構觀測面，它們對土樣起水平約束作用。

在所述底座上還設有一頂緊內部固結容器的緊固螺栓，同時頂緊了內部各構件，使大套環(huán)和小套環(huán)在豎向壓力下，不使大套環(huán)、小套環(huán)和土樣發(fā)生側向變形，以保證固結容器內土樣的完全側限條件。

所述小套環(huán)設有上小套環(huán)和下小套環(huán)，所述上小套環(huán)通過螺絲與下小套環(huán)相連接。

所述透水石包括上透水石和下透水石，所述下透水石設置在大套環(huán)內，所述上透水石設置在上小套環(huán)內，所述的傳壓蓋板設置在上透水石上。

所述底座及傳壓板采用標準固結儀底座和傳壓蓋板按標定的尺寸進行切割而成，傳壓蓋板加工時保證加壓杠桿作用于其形心處，避免發(fā)生偏心荷載。

本實用新型是建立在室內土工試驗的固結試驗基礎上，基于固結試驗的工作原理，采用了半圓狀的小套環(huán)、外部套環(huán)、傳壓蓋板和透水石；試驗土樣按要求的密實度裝入固結容器的小套環(huán)內，該小套環(huán)為半圓狀圓柱體；固結容器半圓體的弧形側面由環(huán)形、剛性的金屬制作形成小套環(huán)，固結容器的半圓體的直邊側面由平板狀透明物體制作，它們對土樣起水平約束作用。

為使鋼化玻璃嵌套牢固，在所述上小套環(huán)和下小套環(huán)的內側以及下透水石的端部對稱開有一凹槽，槽寬與玻璃厚度相同，將鋼化玻璃嵌入小套環(huán)和透水石，使鋼化玻璃和小套環(huán)對土樣產生側限；最后，細觀結構觀測固結儀的幾何尺寸要適合體視顯微鏡的安置與觀測，以及拍攝所需燈光的照明。