[发明专利]实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置

权利要求书

1.一种实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置，包括一个带双向运动加载压力活塞的侧壁透明的组合式压力腔室，所述压力腔室包括顶盖（1）、底座（4）和透明套筒（3），所述透明套筒（3）的上下两端与所述底座（4）的上表面和顶盖（1）的下表面分别开设的套筒槽（23）密封配合，所述顶盖（1）设有进气孔（8），所述透明套筒（3）外侧设有套筒侧向紧箍构件，所述压力腔室的外围还设置有套筒轴向夹紧构件将所述顶盖（1）和底座（4）夹紧固定；所述压力腔室的底座（4）上表面形成下沉槽（24），所述下沉槽（24）中嵌入一个与其槽口直径相同的陶土板（6）；所述底座（4）设有一个进水孔（9）和一个出水孔（11），其开口位置皆设在下沉槽（24）底面上；位于所述压力腔室中并与土样（19）直接接触的活塞头部为端承板（15），所述端承板（15）与竖向传力杆（14）的一端固定连接，所述竖向传力杆（14）另一端穿过所述顶盖（1）的通孔（27）与加载板（13）固定连接，所述竖向传力杆（14）与通孔（27）为动密封配合，所述加载板（13）的外缘设有位移计（17），用于测量土样（19）的竖向位移；其特征在于：在所述透明套筒（3）外侧设有一个激光测量装置，所述激光量测装置能对装入所述压力腔室内部的土样（19）的侧向变形进行实时测量。

2.根据权利要求1所述的实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置，其特征在于，所述激光量测装置包括围绕所述透明套筒（3）的四个激光位移传感器（16），其中每个激光位移传感器（16）的入射光束方向都正对装入所述压力腔室内部的土样（19）表面标注的测试点，且各所述激光位移传感器（16）安装于与所述底座（4）固定连接的四个竖向导杆（18）上，所述激光位移传感器（16）通过沿所述竖向导杆（18）升降并以其为轴水平摆动进行定位，各所述竖向导杆（18）在所述底座（4）平面上的投影相对于所述透明套筒（3）中轴线在所述底座（4）平面上的投影集聚点呈中心对称形式分布。

3.根据权利要求2所述的实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置，其特征在于，所述陶土板（6）为高进气值陶土板，所述陶土板（6）还具有封装结构，所述陶土板（6）的下部与具有相同直径的不锈钢板（21）连接，所述不锈钢板（21）嵌入所述下沉槽（24）中，且与所述陶土板（6）下表面相接触的不锈钢板（21）上表面设有从其中心向其边缘均匀展开的螺旋形输水凹槽（20）；所述不锈钢板（21）上设有入水孔（10）与位于所述底座（4）的进水孔（9）紧密对应并连通，所述不锈钢板（21）上还设有排水孔（12）与位于所述底座（4）的出水孔（11）紧密对应并连通，所述入水孔（10）和排水孔（12）贯通所述螺旋形输水凹槽（20）的底部。

4.根据权利要求3所述的实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置，其特征在于，所述套筒侧向紧箍构件采用不锈钢套筒（2），所述不锈钢套筒（2）上下两端与所述底座（4）的上表面和顶盖（1）的下表面分别开设的套筒槽（23）相配合，所述不锈钢套筒（2）侧壁开设有四个观察窗口（28），且相邻的各观察窗口（28）的周向间距相等，所述激光位移传感器（16）的入射光束穿过所述观察窗口（28）和透明套筒（3）入射到土样（19）上的测试点；所述套筒轴向夹封构件包括四个螺栓（22），所述螺栓（22）穿过顶盖（1）的通孔（26），每个螺栓（22）下端的螺纹分别和位于底座（4）上表面靠近外缘处的带有内螺纹的沉孔（25）相配合。

5.根据权利要求4所述的实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置，其特征在于，所述观察窗口（28）为沿所述不锈钢套筒（2）轴向开设的椭圆形跑道形状孔洞；所述不锈钢套筒（2）的两端面上也分别垫有一层橡皮圈（7）。

6.根据权利要求2～5中任意一项权利要求所述的实时量测粘土土样体变的非饱和土试验装置，其特征在于，各所述竖向导杆（18）与所述压力室底座（4）外伸的四个支架底座（5）固定连接；所述透明套筒（3）的材料为透明有机玻璃，所述透明套筒（3）的两端面上均垫有一层橡皮圈（7）。