[实用新型]一种多功能非饱和土固结仪

说明书

技术领域

本实用新型一种多功能非饱和土固结仪属于土工测试仪器领域，涉及非饱和土的固结试验，特别是涉及非饱和土控制吸力的侧向力测试。

背景技术

岩土行业在进行基础建设规划和施工之前，需要对建筑地基涉及的岩土的力学性质进行试验，试验通常在室内试验室进行，其中对土的力学性能的试验，就叫土工试验，土工试验使用主要工具就是土工测试仪器。非饱和土测试仪器是指对非饱和土进行相关力学性能试验的仪器。

目前非饱和土测试仪器的发展还不够完善，但是研究非饱和土的力学性质却十分重要。这是由于地表上的土大部分是非饱和土，我们日常所遇到的岩土工程问题许多也都是非饱和土力学问题。目前大多数的非饱和土土力学问题都是按照或者借用饱和土力学理论解决的，因此急需建立完善的非饱和土土力学理论体系。

自上世纪70年代以来，非饱和土土力学一直是土力学和岩土工程研究的热点和前沿领域，建立非饱和土的理论体系和非饱和土的应力应变本构模型是现代土力学的艰巨任务。土的力学试验在土力学理论体系的建立和发展过程中，以及岩土工程建设中起着重要的作用。鉴于非饱和土的复杂性，建立非饱和土土力学的理论体系更是必须以非饱和土的力学试验为基础。回顾非饱和土土力学的发展，可以说，缺乏准确有效的非饱和土测试仪器是限制非饱和土力学发展的重要因素。

现有的非饱和土固结仪大多只能单一的完成控制吸力的固结实验，不能进行控制吸力的K0固结试验，无法实现非饱和土的侧向压力σ₃的测量以及静止侧压力系数的试验验证。

实用新型内容

为了实现控制吸力的非饱和土固结试验和K0固结试验、土-水特性曲线的测定、饱和土的固结试验和K0固结试验，提高测量的精确度，本实用新型提供了如下技术方案：

一种多功能非饱和土固结仪，主要由固结仪加载平台，砝码托盘，砝码，杠杆，平衡锤，加载连接块，连接杆，气压室和固结仪加载构件组成。

加载平台为矩形桌体结构，并坐落于另一个较大的下层桌体台面上，下层桌体台面固定杠杆支座，杠杆固定在杠杆支座上；杠杆一端固定平衡锤，另一端铰接砝码托盘，加载连接块为轴对称构件，加载连接块的中心通过轴承固定于杠杆上砝码一侧，距离杠杆支座的距离是杠杆支座与砝码铰接端总长度1:24的位置；加载连接块垂直于杠杆，两端伸出加载平台的侧面，加载连接块限定在加载平台侧面的滑槽中上下垂直运动；加载连接块可轴向自由旋转；两个连接杆的下端分别固定于加载连接块两侧的端点上，上端与加载横梁的两端固定连接，形成可绕加载连接块轴旋转的框架体；固定平衡锤的位置，使杠杆保持水平平衡状态。

气压室的中心位于加载连接块的支点位置，固定于加载平台的上表面；气压室主要由气压室底座、有机玻璃侧壁和气压室上盖组成；在有机玻璃侧壁与气压室上盖和下盖的接触位置安装有气密封橡胶条；为了保证气压室的密封性，使用四根蝶形螺杆压紧气压室底座与有机玻璃侧壁以及气压室上盖与有机玻璃侧壁之间的气密封橡胶条，气压室上盖留有气压输入口和固结仪加载杆的通道；加载杆与气压室上盖的连接处用星型橡胶圈密封。

非饱和土压力室位于气压室中；圆柱形不锈钢陶土板底座开有两个通透的孔洞，气压室底座与陶土板底座的相对应位置也开有通透的孔洞；将陶土板底座孔洞与气压室底座上的孔洞相互对齐，将陶土板底座固定在气压室底座上，两个连接管分别接通两处通透的孔洞，从其中管线进水，另个一管线排水；在陶土板底座的下表面围绕每个孔洞开有安装密封圈的凹槽，陶土板底座与气压室底座连接的最外侧一圈也开有安装密封圈的凹槽；陶土板底座的上端是囊括陶土板底座上两个通透孔洞的圆形凹陷，陶土板烧结在陶土板底座的圆形凹陷中；陶土板上端与陶土板底座的上边沿持平。

带侧压腔环刀沿着内侧壁中间有一圈凹槽，带侧压腔环刀两侧的凹槽位置开有通向外部的孔洞，并通过管接头与气压室外的侧压力发生装置和侧压力传感器连接；带侧压腔环刀内壁固定不透水的弹性试样膜；带侧压腔环刀的边沿持平的上表面是多孔板，在多孔板下面的带侧压腔环刀内填满非饱和土。

带侧压腔环刀固定于陶土板底座的上表面；在带侧压腔环刀下表面与陶土板和陶土板底座的连接处皆用密封圈密封；试样加载板置于多孔板的上面，试样加载板的中心处为与加载帽底端相互匹配的凹陷。