[發明專利]一種用于測試土體壓縮性指標的應變控制連續加荷固結儀

在審

• 申請號: 201710830837.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107607387A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王篤禮;張其昌;蔣佰坤;候海華;胡偉娜;劉永勝;孫書科
• 申請（專利權）人: 中航勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/08;G01N3/10;G01N3/02
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 陳宏林

技術領域

本發明是一種用于測試土體壓縮性指標的應變控制連續加荷固結儀，屬于測試技術領域。

背景技術

土工試驗是土木工程中的重要內容之一，其中土體的壓縮性是其測定的重要指標之一，在附加應力下，地基土土體變形，從而將引起土體上建筑物沉降變形，不均勻的沉降或沉降過大直接關系到建筑的正常使用，甚至會危害建筑物的安全，因此，快速準確測定土體的壓縮性指標在工程實踐中具有重要意義。

國內現有室內測試土體的壓縮性指標的方法主要是標準固結試驗法，采用杠桿式固結儀或全自動氣壓固結儀逐級加荷，上述方法的主要缺點是試驗歷時過長，一般完成一套試驗不少不少于4～5天，而末級判穩，線性修正法，雖然可以加快試驗過程，但由于缺乏理論依據，并未被國家及行業相關試驗規范所采用，且上述測試方法不符合實際情況下的地基沉降變形規律，而試驗過程快速的應變控制連續加荷固結試驗因在國內尚未有相關儀器，故該試驗方法未能得到普及。

發明內容

本發明正是針對上述現有裝置存在的不足而設提供了一種用于測試土體壓縮性指標的應變控制連續加荷固結儀，其目的是提供一種用于室內快速測定土體壓縮性指標的全自動應變控制連續加荷固結試驗系統，本發明裝置及測試方法解決了逐級加荷測試方法耗時間長久,模擬地基沉降變形不符合實際情況的問題，其測試數據更加真實、可信，同時還符合GB/T50123-1999《土工試驗方法標準》，該裝置為國內普及應變控制連續加荷固結試驗提供一種可能性，實現了自動數據采集、自動按恒應變法(CRS)、恒加荷率法(CRL)、等孔隙水壓力梯度法(CGC)、分級增量法方式加荷、測試結束后恢復儀器初始狀態等，該儀器集電子傳輸、機械制造、傳感器技術于一體，能實現試驗過程的自動化控制，測試的各個過程均能自動轉接連續運行，無需人工干預控制。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該種用于測試土體壓縮性指標的應變控制連續加荷固結儀，其特征在于：包括監控計算機(1)、采集控制器(2)和固結儀主機，固結儀主機為簡支梁框架結構,框架底部安裝連續加荷裝置(7)，連續加荷裝置(7)徑向安裝一水平橫桿(6)，橫桿(6)上下兩端裝有微動開關(5)起限位作用，絲杠升降機(7)上端面放置測試樣品(20)的容器(10),容器(10)側壁裝有孔壓傳感器(18)與測試樣品(20)底部通過測量孔道(17)連接以檢測試樣樣品(20)產生的孔隙壓力，簡支梁上部裝有大主應力傳感器(4)和位移傳感器(11)以檢測測試樣品(20)的受力程度及軸向位移；

采集控制器(2)與孔壓傳感器(18)、大主應力傳感器(4)、位移傳感器(11)和微動開關(5)連接并采集數據，將采集到的數據傳輸給監控計算機(1)，另外，采集控制器(2)還與伺服電機(3)連接并動態控制伺服電機(3)的運行。

微動開關(5)用來防止連續加荷裝置(7)及反壓飽和裝置內的液壓缸活塞在行程兩端卡死，燒毀電機、損壞加壓機構；

放置測試樣品(20)的容器(10)包括底座(19)，孔道(17)設置在底座(19)內，另外，底座(19)內還設置有排氣孔道(16)，排氣孔道(16)的外端連接排氣螺絲(15)；

在底座(19)的上方是環狀筒體的護環(13)，底座(19)與護環(13)的連接處設置有O型密封圈(14)，護環(13)的上端安裝有環形的上蓋(12)，測試樣品(20)放置在由底座(19)和護環(13)構成的內腔中，測試樣品(20)的上方放置作壓板(18)。

連續加荷裝置(7)為伺服電機(3)驅動的絲杠升降機(7)或液壓裝置。

本發明所述用于測試土體壓縮性指標的應變控制連續加荷固結儀中：

監控計算機(1)通過軟件設置采集控制器相關控制參數、以及固結測試的基本工程信息、加荷方法、測試結束條件信息；

采集控制器(2)用于監測、記錄并傳輸傳感器的檢測數值、動態控制軸向荷載的速率，力值大小等、方向以及收發計算機端軟件的工作指令；

大主應力傳感器(4)用來檢測測試樣品(20)的軸向力；

孔壓傳感器(18)用來檢測測試樣品(20)內產生的孔隙壓力；

位移傳感器(11)用來檢測測試樣品(20)的軸向變形；

液壓或絲杠升降機作為連續加荷裝置(7)通過伺服電機(3)擠壓純水或由伺服電機(3)帶動絲杠做直線運動對測試樣品(20)按設定加荷方式連續施加軸向荷載，現有的固結儀主機中不包含連續加荷裝置(7)；