[实用新型]粘土收缩应力测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其是一种粘土收缩应力测量仪。 

背景技术

胀缩性粘土（如膨胀土、红粘土）具有遇水膨胀、失水收缩等不良水理特征，掌握该类特殊粘土的胀缩特征是进行工程设计、施工的基础工作。目前，描述粘性土膨胀行为的指标有自由膨胀率、有（无）荷膨胀率和膨胀力；然而，描述粘性土收缩特征的指标则只有线缩率和体缩率，而无收缩力。而粘土失水收缩开裂是诱发胀缩性粘土工程灾变的关键因素之一。显然，通过收缩变形预测土体的开裂行为难以实现，而收缩应力则是进行判断粘土开裂与否的参数。但膨胀力与收缩力的测量方法有显著的差异，前者向外扩展变形，故可以通过膨胀反压或力传感器直接测量；后者属于向内收敛，至今还没有现成的方法和仪器可以应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粘土收缩应力测量仪，能够确定粘性土收缩应力，并可以得到粘土收缩过程中的含水量变化与收缩应力变化之间的对应关系和收缩的估算值。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种粘土收缩应力测量仪， 

试样盒的至少一个端面开放，试样盒内设有置于试样内的胶囊，胶囊通过通水管与孔隙水压力传感器连接；

试样盒放置在称量装置上；

称量装置和孔隙水压力传感器通过信号线与数据采集装置连接。

在试样盒的底部设有加热底座。 

在试样盒内壁设有防粘层。 

所述的胶囊成柱状，贯通试样，胶囊的两端分别设有进水端头塞和出水端头塞，出水端头塞设有第二阀门，进水端头塞与通水管连接。 

通水管上设有竖直管，竖直管上设有第一阀门，通水管上在竖直管接头和孔隙水压力传感器之间设有第三阀门。 

所述的通水管支撑在支撑架上。 

一种采用上述的粘土收缩应力测量仪进行实验的方法： 

一、制作试样；

二、在试样内的胶囊内注满液体，并通过通水管与孔隙水压力传感器连通；

三、将试样盒整体置于称量装置上，将孔隙水压力传感器和称量装置与数据采集装置连接；

四、由称量装置获得试样收缩过程中的含水量变化，由孔隙水压力传感器获得试样的收缩应力变化；

当孔隙水压力保持恒定不变时，结束实验；

通过上述步骤实现粘土收缩应力测量实验。

制作压实试样时，在试样盒内涂覆防粘层，在胶囊位置下方先铺垫一层土样，压平后安装胶囊，胶囊内置入多个环瓣板，多个环瓣板包覆在支撑柱之外； 

支撑柱伸出到试样盒侧壁孔内，并与试样盒侧壁的孔形成密封配合，在胶囊上方覆盖余下的土样，以制样机压实；

抽出支撑柱和环瓣板，安装进水端头塞和出水端头塞，在胶囊内填充液体，通过上述步骤得到压实的试样。

制作土膏试样时，对胶囊填充液体，两端用进水端头塞和出水端头塞封堵，在试样盒内涂覆防粘层，把把粘土调成土膏后，在试样盒内倒入一部分土膏，安装胶囊，进水端头塞和出水端头塞伸出试样盒的侧壁，带入剩余土膏，以刮刀刮平即可。 

在试样盒底部设置加热底座，加热温度最高为30～35℃； 

在通水管上设置竖直管，并在竖直管上设置第一阀门，实验时通过竖直管将水注入胶囊内，并在实验过程中关闭第一阀门。

本发明提供的一种粘土收缩应力测量仪，通过在试样内设置胶囊，配合高精度孔隙水压力传感器，可以获得粘土试样的收缩应力数据，配合精密的称量装置，本发明的装置还可以获得粘土收缩过程中的含水量变化与收缩应力变化之间的关系。本发明的粘土收缩应力测量仪制造成本低，利于制作，操作步骤易于实现，测量精度高，既可测量粘性土样的收缩应力，也可以估算试样的收缩体变。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： 

图1为本发明中测量仪的整体结构示意图。

图2为制样机的结构示意图。 

图3为本发明中胶囊的结构示意图。 

图4为本发明中胶囊和环瓣板、支撑柱的横截面示意图。 

图中：试样盒1，防粘层101，加热底座2，试样3，胶囊4，进水端头塞41，出水端头塞42，环瓣板43，支撑柱44，称量装置5，通水管6，第一阀门7，第二阀门8，第三阀门9，竖直管10，孔隙水压力传感器11，数据采集装置12，压头13，支撑架14，反力架15，液压缸16。 

具体实施方式

实施例1：