一种自平衡土体冻胀试验装置及其试验方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106970203A(43)申请公布日2017.07.21(21)申请号201710309849.0(22)申请日2017.05.05(71)申请人沈阳建筑大学地址110168辽宁省沈阳市浑南区浑南东路9号(72)发明人郭超王凤池陆征然董旭章李卉(74)专利代理机构沈阳圣群专利事务所(普通合伙)21221代理人王宪忠(51)Int.Cl.G01N33/24(2006.01)G01K7/02(2006.01)G01L5/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种自平衡土体冻胀试验装置及其试验方法(57)摘要本发明公开了一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置及其试验方法，该装置包括有内、外双桶体，内桶体顶端设有顶板，顶板与桶体底板中心均留设孔洞，对中设置与孔洞直径相等的锚索测力计通道，锚索测力计通过导线与采集仪相连，沿桶身高度方向上，在内、外桶壁相应高度位置上留设五个测温管道，在靠近桶体底部外桶壁上，沿周长方向均布地设有五个外补水口，与外补水口相连的补水管路终端与一体积恒定的水压槽相连接，内桶体底板上留有内排气口，外桶体底板留有外排水口，排水口设有阀门，桶体底部嵌套在固定支座中，固定支座上还设有四个螺栓孔。本发明试验装置结构简单，不需要单独的加压装置，操作方便，适用范围广泛。CN106970203ACN106970203A权利要求书1/2页1.一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是：包括有内、外双桶体，内桶体顶端设有与桶壁紧密接触且可上下滑动的有机玻璃顶板，顶板与桶体底板中心均留设孔洞，对中设置与孔洞直径相等的锚索测力计通道，锚索测力计通过导线与采集仪相连，沿桶身高度方向上，在内、外桶壁相应高度位置上留设五个测温管道，用于埋设在土体中的热电偶温度传感器通过导线与外部采集仪连接，在靠近桶体底部外桶壁上，沿周长方向均布有五个外补水口，与外补水口相连的补水管路终端与一体积恒定的水压槽相连接，在每个补水管路上均安装液体涡轮流量计，桶体上预留有孔洞，内桶体底板上留有内排气口，外桶体底板留有外排水口，排水口设有阀门，桶体底部嵌套在固定支座中，固定支座预留有孔洞，以便当桶体与支座嵌固时内桶体排气口与外桶体排水口的通过，固定支座上还设有四个螺栓孔，用以连接四个固定支撑。2.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是双桶体顶端设有环形多功能冷却泵。3.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是所述内、外桶体为有机玻璃材质制作，沿桶身高度方向上，在内、外桶壁相应位置处设置五个电热偶温度传感器插入管道，用于安放电热偶温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是所述内桶体中心处安装一个有机玻璃材质制作的与桶体等高的圆柱形锚索测力计通道。5.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是顶板和底板均为轻质高强的有机玻璃材料制作，顶板和底板中心留设孔洞用于锚固锚索测力计，内底板底部沿桶体周长环形设置五个内排气口，外底板底部两侧对称布置两个外排水口。6.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是靠近桶体底部且高于底座上边缘高度处的桶壁上，沿桶体周长均匀地设有五个内补水口，内补水口通过内补水管路与水压槽相连接，内补水管路由橡胶材质制成，连接液体涡轮流量计。7.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是桶体外壁沿圆周方向包裹一层保温岩棉材料，预留有孔洞，以便内补水管路与热电偶温度传感线的通过。8.根据权利要求1所述的一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，其特征是固定支座上预留有孔洞，固定支座上设有四个螺栓孔，用以连接四个固定螺杆作为固定支撑。9.使用如权利要求1-8任一所述的试验装置的试验方法，其特征是包括以下试验步骤：（1）在内桶体底部放置一张圆形薄滤纸，将土样从顶部装入试验装置内桶，使其自由滑落到底部；（2）将锚索从桶体中心管道穿过，在底端和顶端锚固，锚索测力计安装在锚垫座上，锚索从试验桶中心孔中穿过，测力计置于锚垫座和工作锚之间，并使锚索测力计的轴线与待测索轴线平行；（3）沿桶壁留设孔插入热电偶温度传感器，接通桶壁上的内补水管路，供水并排除底板内气泡，调节供水装置；（4）打开外补水口阀门，供水并使水充满整个内、外桶体之间的空隙；（5）打开多功能冷却泵装置，调节温度；（6）根据液体涡轮流量计记录土体含水量，并通过电脑终端记录冻胀力与温度数据。2CN106970203A权利要求书2/2页10.根据权利要求9所述的试验装置的试验方法，其特征是：所述的步骤（2）安装时锚索测力计上下面与承压面之间清理干净，锚索测力计放置平稳。3CN106