[发明专利]一种测量土体固结性能和膨胀力的装置

说明书

本发明提供了一种测量土体固结性能和膨胀力的装置，涉及土工试验技术领域，包括支架、加载组件、土壤膨胀仪、量力环、智能终端，支架上端设有横梁，横梁的中部竖直设有螺孔；加载组件包括伺服电机，伺服电机传动连接有螺杆，螺杆设于螺孔内，底端连接量力环；土壤膨胀仪设于所述量力环的测量表测量头的正下方，量力环的测量表和土壤膨胀仪的位移表均连接智能终端的输入端，伺服电机连接智能终端的输出端。本发明结构简单合理，体积小，易于组装，操作方便，可实时采集固结压缩和膨胀力数据，并根据采集到的数据自动调节载荷保持恒定不变，能够精确测量不同载荷下的固结压缩性能，同时还可以测量土体恒体积下的膨胀力，测量准确度高。

技术领域

本发明涉及土工试验技术领域，具体涉及一种测量土体固结性能和膨胀力的装置。

背景技术

膨胀性粘土在建筑、交通等工程领域有广泛应用，其在荷载状态下的固结压缩性能与吸水后产生的膨胀力是评价土体性能的重要指标。膨胀性粘土排水固结压缩形变量较大，当吸水后具有很强的膨胀力，对工程安全产生较大影响，因此，对膨胀性粘土的排水固结压缩性能和吸水膨胀力进行准确的检测具有极其重要的意义。

传统的固结压缩性能测试实验，主要是采用WG型三联单杠杆固结仪，通过砝码利用杠杆原理对测试土样进行荷载调节，而在此过程中测试土体会不断发生形变，从而导致杠杆失去原有的平衡，产生一定的角度偏移，造成土体承受的荷载并非设定的额定荷载数，且试验过程不能确定荷载的具体值，需要根据应力路径不断改变砝码数量调整荷载量，数据的读取麻烦。

在《岩土工程基本技术术语标准》中对土体膨胀力的描述是：膨胀力等于土体吸水后为保持土体体积不变所需要的反作用力。目前，测试土体膨胀力的方法主要有三种，包括膨胀反压法、加压膨胀法和平衡加压法。膨胀反压法是土体充分吸水后膨胀至体积不再发生改变，为使土体恢复到初始体积而施加的荷载力；加压膨胀法是指通过一系列的荷载—膨胀量对应关系曲线确定膨胀力值；平衡加压法是指土体吸水开始膨胀时，逐步施加荷载以维持其体积不变。上述前两种方法测得的膨胀力均与实际结果有较大偏差，采用平衡加压法测得的膨胀力与实际膨胀力较为接近，而在工程实际中，利用平衡加压法测量膨胀力的仪器一般都是通过应力应变的对应关系根据胡克定律计算应力的大小，既要保持测试土样体积不变又要测量较大的膨胀力范围，还要保持测量微小应力变化的敏感性，现有仪器均不能满足上述要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作便捷，能够提供恒定荷载并可随意调节应力路径，能够同时检测土体固结性能和膨胀力，可对固结压缩和膨胀力数据进行自动采集并实时监测，提高了测量准确性的土壤固结性能和膨胀力检测的装置，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种测量土体固结性能和膨胀力的装置，包括支架(1)、加载组件(2)、土壤膨胀仪(3)、量力环(4)、智能终端(5)，所述支架(1)上端可拆卸连接有一横梁(110)，所述横梁(110)的中部竖直设有一螺孔(111)；

所述加载组件(2)包括伺服电机(210)，所述伺服电机(210)固定设置于所述横梁(110)上，所述伺服电机(210)传动连接有一螺杆(211)，所述螺杆(211)设于所述螺孔(111)内；所述螺杆(211)的底端连接所述量力环(4)，所述土壤膨胀仪(3)设于所述量力环(4)的测量表(410)测量头的正下方；

待测量土体(317)置于所述土壤膨胀仪(3)的内部，所述量力环(4)的测量表(410)和所述土壤膨胀仪(3)的位移表(310)均连接所述智能终端(5)的输入端，所述伺服电机(210)连接所述智能终端(5)的输出端。

进一步地：所述支架(1)的底部可拆卸连接有底座(112)，所述土壤膨胀仪(3)设于所述底座(112)上。