[发明专利]一种测量粘土膨胀力的装置

摘要

本发明属于膨胀土的膨胀力量测技术，涉及一种测量粘土膨胀力的装置。干燥的粘土试样经过底部的透水石吸水膨胀，顶着竖向加载轴向上运动，位移传感器采集位移数据并传输到计算机中，并采用闭环控制算法对数据进行处理。当位移传感器采集的数值与初始位移不同时，计算机驱动伺服电机工作，对竖向加载轴开始施加轴力使竖向加载轴向下移动，当位移传感器采集到的数值回到固定值时，计算机指令伺服电机停止加载，以保证设置的位移值不变。整个装置继续重复上述闭环控制，以使位移一直维持在固定值。经过多次上述循环步骤，最后粘土试样达到饱和状态，整个试验结束，通过荷载传感器测得粘土试样的膨胀力。

主权项

1.一种测量粘土膨胀力的装置，其特征在于，所述的测量粘土膨胀力的装置主要由底座(F7)、粘土试样(S10)、透水石(S22)、环刀(H18)、固定帽(C6)、支柱(C4)、横梁(B2)、位移传感器(S3)、伺服电机(M13)、荷载传感器(S14)、竖向加载轴(A15)、试样帽(M17)、放水瓶(B19)、储水瓶(B21)和计算机(C12)组成；所述的底座(F7)上设有圆形凹槽，用于放置透水石(S22)和环刀(H18)，圆形凹槽的底部设有放水管(I8)和排水管(I16)，放水管(I8)与外部的放水瓶(B19)相连，放水瓶(B19)内装有无气纯水(W20)，为粘土试样(S10)提供水源；排水管(I16)与外部的储水瓶(B21)相连，用于收集排出的水；放水管(I8)上设有开关阀门a(K9)，排水管(I16)上设有开关阀门b(K23)；所述的透水石(S22)共两块，其中一块透水石(S22)水平置于底座(F7)的圆形凹槽内，粘土试样(S10)置于环刀(H18)内，环刀(H18)置于透水石(S22)上；另一块透水石(S22)置于粘土试样(S10)的上表面，两块透水石(S22)将粘土试样(S10)夹紧，透水石(S22)与粘土试样(S10)相接处的表面之间设有滤纸；所述的固定帽(C6)套装在环刀(H18)和透水石(S22)外，固定帽(C6)的底部与底座(F7)相接处，并通过螺栓(R5)将固定帽(C6)、底座(F7)和环刀(H18)连接成为整体；所述的试样帽(M17)置于上方的透水石(S22)上，试样帽(M17)上设有与大气连通的通道，用于排水和排气，试样帽(M17)的上表面设有凹槽，与竖向加载轴(A15)相配合；所述的支柱(C4)共两个，对称固定安装在底座(F7)上，并分别位于粘土试样(S10)的两侧；所述的横梁(B2)上对称设有两个通孔，通孔与两个支柱(C4)的位置相对应，通过螺帽(N1)与通孔的配合，将横梁(B2)固定在两个支柱(C4)之间；所述的伺服电机(M13)安装在横梁(B2)下表面的中心位置；所述的荷载传感器(S14)安装在伺服电机(M13)的底端；所述的竖向加载轴(A15)，一端与荷载传感器(S14)相连，另一端卡在试样帽(M17)上表面的凹槽内，使试样帽(M17)与透水石(S22)紧密接触；竖向加载轴(A15)上设有一个水平的横杆；通过伺服电机(M13)为竖向加载轴(A15)施加竖向的加载力，并通过荷载传感器(S14)测量加载力大小；所述的位移传感器(S3)，安装在其中一个支柱(C4)的侧面，位于横梁(B2)下方，位移传感器(S3)下部的测头与竖向加载轴(A15)上的横杆相接触；所述的计算机(C12)通过数据线(W11)分别与伺服电机(M13)、荷载传感器(S14)和位移传感器(S3)相连，对采集到的数据进行处理并给出相应的指令。