[實用新型]一種新型砂土剪切特性演示儀

有效

• 申請號: 201220022389.6
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN202434090U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 陶明安;沈揚;葛東東;劉晨;王鹍;杜靜
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本實用新型是涉及一種土力學實驗裝置，具體地說是涉及一種全面揭示砂土剪脹剪縮原理的演示儀器。?

背景技術

砂土的密實度不同，在剪切中會表現出不同的性狀。松砂受剪時顆粒落到平衡位置，排列更緊密，體積減小為剪縮性；緊砂受剪時顆粒滑移原來的位置而導致體積膨脹的現象稱為剪脹性。?

由于學生缺乏足夠的生產實踐，不容易理解這一重要的土力學原理，僅從課本上的應力應變曲線去抽象的感知。這就需要一種能夠演示砂土的剪脹剪縮特性的儀器。?

在本實用新型之前，已經出現的類似的裝置是一個開口聯通玻璃管的橡膠球。它能演示排水條件下的砂土的剪切特性，不能演示不排水條件下砂土的剪切特性，而這對于學生更難把握，需要學生的更好的理解。已有的裝置是通過砂土的松緊兩種狀態來分別演示的，不能讓學生直觀的看到松砂變緊砂的過程中其剪切特性的變化，學生對于砂土的松緊程度沒有感性的把握。此外，該裝置只能施加圍壓，而不是直觀的剪應力，學生理解起來有一定的障礙，并且緊砂在高圍壓下的剪縮特性也不能很好的體現出來。?

發明內容

本實用新型的目的是克服了上述裝置中的種種不足，提供了一種新型全面演示砂土剪切特性的儀器。?

本實用新型的技術方案是：?

一種新型砂土剪切特性演示儀，其特征是:橡膠管端部連接內帶螺紋的鋼管，底部連接中間開孔的下部橡膠棒，分別用套箍箍緊；上部放入外徑與鋼管內徑一致的上部橡膠棒，其上是帶螺紋的鋼塞；下部橡膠棒內插入一根塑料管，塑料管外接橡膠軟管一端，橡膠軟管另一端再接帶刻度玻璃管；橡膠管和帶刻度玻璃管固定在鐵架臺上。

所述的橡膠管長度12-20cm，內徑3cm左右；上部橡膠棒為實心，且和鋼管的外徑與橡膠管的內徑一致。?

所述的塑料管的外徑與下部橡膠棒開的孔洞的直徑一致；鋼塞與鋼管的螺紋配合連接。?

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：?

一方面通過安裝儀器可以加強學生的動手能力，激發學生學習的興趣和愛好。另一方面克服了以往技術的種種不足，不僅可以演示砂土排水和不排水條件下的剪切特性，還可以演示松砂變緊砂中其剪切特性變化的整個過程，讓學生有個更直觀更形象的了解。此外對砂體不僅可以擠壓還可以扭剪，并且能很好的演示緊砂在高圍壓下呈現的剪縮性的一面，能全面演示砂土剪切特性。

附圖說明

圖1是實用新型的結構示意圖。?

圖中：1、鐵架臺，2、橡膠管，3、內帶螺紋鋼管4、帶螺紋鋼塞，5、上部橡膠棒，6、下部橡膠棒，7、套箍，8、塑料管，9、橡膠軟管，10、帶刻度玻璃管。?

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述：?

如圖1所示，本實用新型包括鐵架臺1、橡膠管2、上部橡膠棒5、下部橡膠棒6、帶刻度玻璃管10、塑料管8、套箍7、內帶螺紋的鋼管3、帶螺紋鋼塞4、橡膠軟管9；橡膠管2端部連接內帶螺紋的鋼管3，底部連接中間開孔的下部橡膠棒6，分別用套箍7箍緊；上部放入外徑與鋼管內徑一致橡膠棒5，其上是帶螺紋的鋼塞4；底端橡膠棒內插入一端塑料管8，塑料管8外接橡膠軟管9，橡膠軟管9再接帶刻度玻璃管10；橡膠管2和帶刻度玻璃管10分別固定在鐵架臺上。

演示時，先向橡膠管2中注入適量的水，使橡膠軟管9充滿水，再放入飽和松砂，在不加上部橡膠棒5和鋼塞4的時候可以演示排水條件下的剪切特性，加入上部橡膠棒5和鋼塞4形成不排水條件，砂體受剪體積變小，空隙變小，產生正孔隙水壓力，進而其中的水要排除，測壓管的水位上升。逐漸擰緊鋼塞4，松砂逐漸變為緊砂，整個過程中可以明顯看到每次砂體受剪測壓管水位的不同變化，對砂土的松緊程度有個感性的認識。在砂體呈現緊砂的剪脹性時，逐漸增大擠壓力，可以看到測壓管水位先降后升，很好的演示了緊砂在高圍壓下呈現的剪縮性的一面。?

此外，在不排水條件下，對橡膠管施加剪力的方式可以是擠壓也可以是扭剪，這樣可以更好地讓學生理解砂土是受剪力而引起的體積的變化。?

本實用新型中涉及的未說明部份與現有技術相同或采用現有技術加以實現。?