[發明專利]基于扁平小樣非飽和土三軸試驗體積測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201610388039.4
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN106066298B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 李彤;韓愛民;王旭東;徐洪鐘
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 陳卓

1.基于扁平小樣非飽和土三軸試驗體積測量裝置，其特征在于包括：高進氣值陶土板底座(1)，支撐柱(2)，水平橫向透明刻度尺(3)，水平縱向透明刻度尺(4)，橫向鋼針(5)，縱向鋼針(6)，豎向透明刻度尺(7)，試樣(8)，透水石(9)，陶土板(10)，氣壓控制器插管(11)，反壓控制器插管(12)，試樣帽(13)，橡膠膜(14)，橡膠圈(15)；其中：高進氣值陶土板底座(1)呈凸臺型結構，其上部有圓形凹槽內置圓形陶土板(10)，高進氣值陶土板底座(1)內部有圓柱形空腔，用于插置反壓控制器插管(12)；試樣(8)是自制成品圓柱形非飽和土試樣，放置于陶土板(10)上，試樣(8)的直徑與高進氣值陶土板底座(1)上的陶土板(10)相當；試樣帽(13)為圓柱形安裝在透水石(9)上，其直徑與透水石(9)相當，試樣帽(13)上有一圓孔用于插置氣壓控制器插管(11)；橡膠膜(14)分別將試樣帽(13)、透水石(9)、試樣(8)、高進氣值陶土板底座(1)含陶土板(10)的一段作為整體包裹住，再用橡膠圈(15)將橡膠膜(14)位于試樣帽(13)及陶土板高進氣值陶土板底座(1)部分扎緊，目的是防止壓力室罩內圍壓水的進入；橡膠圈(15)在試樣(8)上下的個數各為2～6個；橫向鋼針(5)和縱向鋼針(6)各一對設置在試樣(8)高度范圍內橡膠膜(14)的外側，橫向鋼針(5)和縱向鋼針(6)均與試樣(8)頂面及底面平行，鋼針的中點固定在橡膠膜(14)的外側；橫向鋼針(5)和縱向鋼針(6)是異面垂直的關系；高進氣值陶土板底座(1)的臺階上設置支撐柱(2)，用于粘接水平橫向透明刻度尺(3)，水平縱向透明刻度尺(4)，豎向透明刻度尺(7)；水平橫向透明刻度尺(3)的個數為兩個在同一水平面且平行，水平縱向透明刻度尺(4)的個數為兩個在同一水平面且平行，豎向透明刻度尺(7)的個數為一個；設置水平橫向透明刻度尺(3)時要與橫向鋼針(6)垂直，設置水平縱向透明刻度尺(4)時要與縱向鋼針(5)垂直。

2.根據權利要求1所述之基于扁平小樣非飽和土三軸試驗體積測量裝置，其特征在于：對各水平橫向透明刻度尺(3)、水平縱向透明刻度尺(4)、以及豎向透明刻度尺(7)均可采用1～2根支撐柱(2)進行粘接支撐。

3.基于扁平小樣非飽和土三軸試驗體積測量方法，其特征在于，將權利要求1所述的測量裝置安裝在壓力室罩，在壓力室罩內充滿無氣水，這樣壓力室的圓柱表面與圍壓水構成凸鏡，這樣便對橫向鋼針(5)在水平縱向透明刻度尺(4)上和縱向鋼針(6)端部在水平橫向透明刻度尺(3)上的正投影的讀數放大，結果更精確。

4.根據權利要求3所述之基于扁平小樣非飽和土三軸試驗體積測量方法，其特征在于，所述橫向鋼針(5)在水平縱向透明刻度尺(4)上和縱向鋼針(6)在水平橫向透明刻度尺(3)上的正投影的讀數，讀出試樣(8)左右兩側鋼針在透明刻度尺上正投影處的示數L_li及L_ri(i＝1，2，3，4)；根據梯形中位線定理，利用公式1、公式2及公式3，在計算試樣(8)的直徑D；讀出試樣上下底面在豎向透明刻度尺(7)上的讀數之差的絕對值，即試樣高度H；采用公式4和公式5計算出試樣(8)的體積：

V＝πD²H/4公式5；

其中：公式1、公式2和公式4中的d均表示：d為同向水平鋼針間橡膠膜厚度。