[發明專利]一種新型土壤徑向膨脹率測試儀及其使用方法

有效

• 申請號: 201510059071.3
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104634944A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 李術才;賀鵬;李利平;林春金;楊為民;張乾青;許振浩;石少帥
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.一種新型土壤徑向膨脹率測試儀，其特征在于：包括盛水容器，盛水容器內置有框架裝置；所述框架裝置的底座上由下往上依次放置底層透水石、環狀濾紙、帶有土體環狀試樣的大尺寸環刀，環狀濾紙、和環狀透水石，所述環狀透水石的環內為等厚的圓形玻璃；所述大尺寸環刀外套有套環；所述框架裝置的上蓋蓋在環狀透水石上，上蓋與底座之間由豎向固定裝置連接，固定裝置給予上蓋一定壓力使框架裝置內部的各部件接觸緊密，以限制試樣的豎向變形；所述環狀試樣的內部放有小型位移計，所述位移計置于環狀試樣的豎直中心軸線處，其兩端測頭沿環狀試樣的直徑方向觸碰試樣的內壁，環狀試樣浸水后向內側產生側向膨脹，內置的位移計可讀取產生的膨脹變形；所述小型位移計下放有調節高度的墊塊；所述上蓋有一與圓形玻璃相應的孔洞。

2.根據權利要求1所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀,其特征在于：所述環狀試樣的內壁沿任一直徑方向的兩端各貼有一個條形金屬墊片，所述測頭剛好碰觸金屬墊片中間部位。

3.根據權利要求1所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀,其特征在于：所述圓形玻璃與環狀透水石固結為一體。

4.根據權利要求1所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀,其特征在于：所述圓形玻璃嵌套于環狀透水石之內，二者恰好吻合。

5.根據權利要求1所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀,其特征在于：所述大尺寸刀環的直徑為140mm，高度為40mm。

6.根據權利要求1至5所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀的操作方法,其特征在于，包括以下步驟：

(1).制備與大尺寸環刀內徑相擬合的環狀試樣；

(2).將試樣安裝于測定儀內；

(3).向盛水容器內注水，并記錄膨脹變形數據；

(4).整理結果；計算任一時刻的徑向膨脹率：

由以上推導，得δ_e：

ΔΗ＝H_t-H₀

式中：δ_e——t時刻時土的徑向膨脹率(％)，計算至0.1

ΔH——t時刻試樣膨脹增量

H₀——試驗開始時位移計讀數

H_t——試驗t時刻位移計讀數

R——試件外環半徑(本裝置規定試件外徑140mm)

r——試件內環半徑(本裝置規定試件內徑61.8mm)

r′——t時刻試件內環半徑。

7.根據權利要求6所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀的操作方法,其特征在于：步驟(1)中，首先按土工試驗規程標準方法使用大尺寸環刀制備柱狀土樣，切取原狀土樣時，應使試樣在試驗時的受壓情況與天然土層受荷方向一致；然后將兩常規環刀垂直疊加，形成高度為40mm的刀環，按照土工試驗方法標準切割并挖除大尺寸環刀土樣中心部位的當量土體，即得土體環狀試樣。

8.根據權利要求6所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀的操作方法,其特征在于：步驟(2)中，將框架裝置的底座置于盛水容器中，依次在底板上放置底層透水石、濾紙、套環，將帶有環狀試件的大尺寸環刀刀口朝下置于套環之中；依次在環狀試件內部放置墊塊和小型位移計，將小型位移計讀數歸零；在試件上方依次加鋪環狀濾紙、帶有圓形玻璃的環形透水石；將框架裝置的上蓋安置在環狀透水石上方，并通過螺栓固定，并給予一定壓力以使各部件接觸緊密。

9.根據權利要求8所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀的操作方法,其特征在于：將兩個條形金屬墊片沿任一直徑方向固定在環狀試件內部的環壁上，所述位移計兩端的測頭恰與金屬墊片接觸。

10.根據權利要求6所述的一種新型土壤徑向膨脹率測試儀的操作方法,其特征在于：步驟(3)中，純凈水注入盛水容器中，盛水容器中水面須淹沒上方透水石；記錄注水后的初始時間，浸水后每隔5min測記讀數一次，直至膨脹穩定，記錄位移計讀數。