[發明專利]土工壓縮試驗液壓系統及測試方法

有效

• 申請號: 201310061642.8
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103091160A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊冬鵬;佟全志;佟胤錚;趙玉權;王茺;楊樹學
• 申請（專利權）人: 遼寧省水利水電勘測設計研究院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及土工壓縮試驗技術，具體地說是一種土工壓縮試驗液壓系統及測試方法。

背景技術

隨著科技的發展，大型水電站、堤壩、高層建筑的孕育而生，均要求其基礎要有堅固的穩定性。在工程建筑中，土根據作用不同承擔不同的研究對象。如在土層上修建房屋、橋梁、道路、堤壩時，土是用來支承建筑物傳來的荷載，這時土是被用作為地基；在修筑路堤、土壩等土工構筑物時，土就是被用作為建筑材料；此外，如隧道、涵洞及地下建筑等，土是作為建筑物周圍的介質或環境。

工程中的地基土體在上部結構荷載作用下產生應力和變形。地基的豎直方向變形即為沉降。土體的變形或沉降對工程安全的穩定性至關重要，是同土的壓縮性能密切相關的。土體壓縮性包含了兩方面的內容：一是壓縮變形量的絕對大小，亦即沉降量大小，二是壓縮變形隨時間的變化，即所謂土體固結的問題。

路橋工程中的路堤在本身重力及車輛荷載作用下也會產生壓縮變形。土的沉降會對以下方面造成或多或少的影響，如路面標高降低、橋下凈空的減少、路堤開裂、路面不平等影響正常使用和安全隱患。因此，為了確保路橋工程的安全使用，需要確定地基土的變形大小，也需要了解和估計沉降隨時間的發展及其趨于穩定的可能性。

因為不少建筑工程事故，包括建筑物傾斜、建筑物嚴重下沉、墻體開裂和基礎斷裂等，都是土的壓縮性高或壓縮性不均勻，引起地基嚴重沉降或不均勻沉降造成的。

所以，一項工程中地基土的固結試驗檢測尤為重要，通過其對土的力學性能測試，得出為工程設計需要的力學參數。

如今對土樣進行固結試驗的測試儀器分為兩種。一種是較為傳統的人工加坨式杠桿固結儀，其優點在于不受外界條件的影響，而缺點在于儀器占地面積大，在給土樣每一級加重時，均需要人工搬坨、加坨。而一個勘探孔的土樣固結試驗從幾十組到上百組不等，一個勘探區的土樣就會千余組樣品，試驗工作就要投入大量的人力及固結設備，而杠桿固結儀占地面積較大，對實驗室的空間造成極大的限制，而工期不忙時又會造成了大量的人員、設備、空間閑置，增加了企業負擔。而另一種是較為先進的氣壓式固結儀，其優點在于占地小，勞動輕度低，一般3-4人即可完成一項固結試驗，其原理是運用氣泵與氣缸相連給土樣下方的承力板施加壓力，并通過調壓閥控制每級的壓力，實現了半自動化。但其缺點在于：

1氣泵的最高壓力是有限的，測試設備無法做高壓試驗。

2氣泵的空壓機工作無規律性，當氣壓低于限定值時會自動啟動，會使人的心理造成瞬時緊張，而氣泵工作時帶來了很大的噪音，長時間工作于此環境下會對人體造成一定的傷害。

3氣壓固結儀查漏不便，當發現漏氣時，需要用自制肥皂水沿整個管路逐一查找，造成了大量的時間滯后，由于檢測樣品每級有嚴格的時間規定，若在試驗過程中發生嚴重漏氣，試驗無法正常進行，造成土樣力學性能發生改變，參數失真，對后期施工設計造成影響。

4氣壓式固結儀受外界因素影響較多，如停電、調壓閥、空壓機等出現故障均會使整個試驗工作無法正常進行或試驗數據失真，甚至造成重大檢測事故。

5由于空壓機輸出壓力低的限制，一般氣壓式固結儀最多可對12個土樣同時加載試驗，而做更多樣品時就需要購置多臺固結儀，并配置多個空壓機，造成了大量的噪聲污染和成本投入大及占地面積大。

因此，研制能夠不受外界環境影響、低噪音且能實現人工智能加壓測試的多功能土工壓縮試驗液壓系統是所有測試行業迫切需求的。

發明內容

本發明的目的在于提供土工壓縮試驗液壓系統及測試方法，該系統自動化程度高、低成本、受外界環境影響因素小、噪音低、可擴展性強、占地面積小，實現了優化產業結構，降低人員數量及勞動強度，低能耗、高效率的優勢目的。

為了達成上述目的，本發明提供了如下技術方案：土工壓縮試驗液壓系統，包括依次首尾連接的壓力加載裝置、儲能裝置、試樣測試裝置，所述儲能裝置包括串聯在一起的大儲能器和小儲能器，上述兩儲能器之間設置有調壓裝置，所述壓力加載裝置、儲能裝置、試樣測試裝置、調壓裝置均單獨與數據采集系統相連接，所述數據采集系統又通過數據線連接至數據處理及顯示裝置。

所述壓力加載裝置由電動液壓試壓泵與人工腳踏泵以并聯的方式連接組成，電動液壓試壓泵上自帶可控壓力表，電動液壓試壓泵一端與自動開關閥門連接，另一端與水箱連接，人工腳踏泵一端與數顯壓力表及手動開關閥門通過耐壓管線連接，另一端與水箱連接。