[發明專利]一種土工自由膨脹試驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202110056731.8
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112748234A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 包得祥;王寶成;劉大海;韋正鵬;楊克誠;虎居峰;馬利年
• 申請（專利權）人: 甘肅暢隴公路養護技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/04;G01N1/28;G01F19/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心代理有限公司 62100
• 代理人: 王娜

本發明屬于土工技術領域，公開了一種土工自由膨脹試驗裝置及方法，以解決現有技術膨脹土的判定中工作效率不高及人為的不確定因素對結果影響較大的問題，該裝置，包括工作臺，工作臺上設有研磨篩分機，研磨篩分機下口設有漏斗，工作臺上還設有土樣試驗裝置，土樣試驗裝置包括支撐機構，支撐機構的頂部裝有轉盤，轉盤底部裝有驅動裝置，轉盤上沿圓周方向均布安裝有多個量筒，支撐機構的兩側還安裝有支撐臺，支撐臺上固定有支撐環，支撐環上設有多個通孔，通孔上裝有可定量注水的注水管，通孔上還設有可伸入量筒的攪拌機構。本發明可大大節省人力，保證了試驗樣品的均勻程度，保證了注水的準確定，提高了試驗準確率。

技術領域

本發明涉及土工技術領域，具體涉及一種土工自由膨脹試驗裝置及實驗方法。

背景技術

膨脹土一般主要由黏土礦物蒙脫石和水云母組成，是一種吸水膨脹、失水收縮，具有較大脹縮變形能力且變形往復的高塑性黏土。其成因有殘積-坡積型、湖積型、沖積-洪積型以及冰水沉積型，地質年代多為上更新統（Q3）及其以前形成的土層，主要分布于我國西北、華北、西南、華南等地，是建筑工程、鐵路工程、公路工程等領域不可忽視的一種特殊性地基土。膨脹土一般強度較高，壓縮性低，易被誤認為是建筑性能良好的黏土，但由于它具有吸水膨脹、失水收縮的特性，作為建筑物地基時，能使基礎產生較大位移，建筑物和地坪開裂，甚至遭到嚴重破壞。

膨脹土的判定往往有如下幾種方法：按野外地質工程特征、按已有建筑物變形特征、按特性指標判別，其中自由膨脹率就是反應土膨脹特性的指標之一。其原理為松散的烘干土粒在水中和空氣中分別自由堆積的體積之差與在空氣中自由堆積的體積之比（以百分數表示），以判定無結構力的松散土粒在水中的膨脹特性。

現行相關規范中規定通過人工碾碎、烘干、人工篩分、人工稱量、人工讀數記錄、人工計算等步驟得到最終的試驗結果。基于以上步驟不難看出，人工參與量大，工作效率差，更重要的是在人工參與試驗過程中往往代入很多不確定因素，如碾碎的程度因人而異、篩分的程度因人而異、讀數的誤差因人而異，讀數的時間把握不準等造成同一個體或不同個體間對同一組試驗的結果偏差較大，且通常都是跨膨脹等級的偏差，試驗數據的這種不確定人為因素為膨脹土的判定帶來了諸多不確定性，現有技術無法解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術膨脹土的判定中工作效率不高及人為的不確定因素對結果影響較大的問題，提供了一種測試準確的土工自由膨脹試驗裝置及實驗方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種土工自由膨脹試驗裝置，包括工作臺，工作臺上設有研磨篩分機，研磨篩分機篩分篩的下口設有漏斗，漏斗的出口上設有開關閥門，開關閥門的下方設有推拉盒，推拉盒上裝有土杯，推拉盒的一側裝有用于往復移動推拉盒的推拉動力機構；

所述工作臺上還設有土樣試驗裝置，所述土樣試驗裝置包括支撐機構，支撐機構的頂部裝有轉盤，轉盤的底部裝有驅動裝置，轉盤上沿圓周方向均布安裝有多個量筒，支撐機構的兩側邊緣還安裝有支撐臺，支撐臺上固定有支撐環，支撐環上設有多個通孔，通孔上裝有注水管，注水管上裝有小流量計量泵，靠近注水管的側部設有圖像采集系統，圖像采集系統安裝在工作臺上，所述通孔上還設有可伸入量筒的攪拌機構，攪拌機構上裝有可供攪拌機構上下的攪拌動力裝置，攪拌機構包括攪拌推桿，攪拌推桿的兩側裝有攪拌桿，攪拌桿的端部設有攪拌頭，攪拌頭上開有多個小孔。

進一步地，支撐環的兩側對稱設有通孔，每一側的通孔的數量為3個，且相鄰通孔間的間隔為45°，支撐環上相對的兩個通孔上裝有注水管，注水管的下端連接有水嘴，支撐環上另外兩個相對且與注水管相鄰的通孔上方裝有可伸入攪拌機構。

進一步地，可伸入攪拌機構包括攪拌推桿，攪拌推桿的兩側裝有攪拌桿，攪拌桿的端部設有攪拌頭。

進一步地，攪拌動力裝置包括與攪拌推桿中部連接的第一氣缸，且第一氣缸與固定在支撐環上的支架可拆卸連接。