[发明专利]土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及土体的贯入阻力测量技术领域，具体是一种土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置。

背景技术

在现代工程勘探中所面临的土体状态日趋复杂，能够快速对不同状态下土体进行测定和评价成为工程施工前期的重要环节，而贯入阻力是评价土体性能的一项重要的指标，贯入阻力是指触探探头贯入土层中所受到的阻力，土体贯入阻力的测量可以快速评价土的状态，确定承载力、压缩摸量、液性指数、抗剪强度等相关参数。贯入阻力的测量方便快捷，具有较高的测量精度，可以降低土体试验参数的测量难度。因此测量土体在不同条件下的贯入阻力也为研究土体在多种状态下的性能提供了有效的途径。

目前由于原位测试仪器尺寸较大对有限厚度的土体无法取得代表性的数据，所以无法直接采用原位测试仪器对土工模型试验的土体进行测量。测量贯入阻力的室内试验装置大部分都是使用单个探头进行逐点分别测试，其局限性导致试验中操作误差较大，操作繁琐，同时也并未考虑对土体在不同状态下的贯入阻力进行综合测量，一般需要多个仪器共同完成单个状态下土体贯入阻力的测量，致使试验并不能通过快速模拟工程中土体的多种状态从而来获取多组不同的贯入阻力数据，其研究的精度及效率并不能很好的适应当今工程勘探的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种方便、快捷的土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置，包括筒体，所述筒体由上筒体和下筒体一体或者分体构成；所述上筒体内设置剪切板，所述剪切板通过剪切板动力轴悬吊于上筒体内，所述剪切板动力轴通过螺纹配合穿过设于上筒体顶面的固定螺纹孔，其顶端连接扭动把手；所述上筒体外周设置连接环，所述连接环内水平安装有若干B型连接杆和对称设置的两个A型连接杆，所述A型连接杆和B型连接杆的自由端均安装微型贯入仪，所述微型贯入仪通过开设于上筒体筒壁上的条形槽伸入至上筒体内。

所述微型贯入仪的数据线通过A型连接杆及B型连接杆的内部导线与连接环的内部导线相连；所述连接环通过导线与数据采集系统相连。

所述下筒体置于底座上，所述底座上对称竖直设置有位于下筒体外的两根固定轴杆，两根固定轴杆的上端分别穿过相应位置的A型连接杆，所述固定轴杆上套装回力弹簧；所述底座上竖直设置有位于下筒体外的刻度尺。

所述下筒体上设有可开启的舱门，所述下筒体及舱门顶部设有环形固板卡槽，所述环形固板卡槽嵌固压土板；所述舱门下部两侧分别有通气管与排水管所穿过的孔道，所述通气管外端与位于下筒体外部的气阀相连、其内端与位于下筒体内部的气囊相连，所述气囊位于土体托盘的下部；所述排水管外端与位于下筒体外部的量筒相连、其内端与位于下筒体内部的土体托盘相连，所述排水管上装有排/止水阀；所述舱门上刻有标尺。

通过如上装置测量土体在多种状态下贯入阻力的使用方法如下：

（1）、制备试样。

（2）、通过把手打开舱门并在下筒体及舱门内壁涂有一层凡士林，土体托盘上有透水石，将试样块放在土体托盘上，关闭舱门。

（3）、推压连接环直至A型连接杆到达刻度尺的零点，根据刻度所量测的试样块土体高度和贯入深度1cm的要求确定向下推压距离。完成贯入后，记录数据采集系统的一组6个数据算出平均值p₁，释放连接环，使其自行回位。

（4）、打开舱门，转动土体托盘使土体各测试点发生改变，关闭舱门。用手转动剪切板的扭动把手，当固定螺旋孔与剪切板动力轴上的螺旋纹不再切合时，向下推送剪切板直至到达底部，重复步骤3的操作，完成在有侧限状态下实验，得出贯入阻力平均值p₂。

（5）、向上提起剪切板的扭动把手，当剪切板到达试样表面开始扭动剪切板扭动把手对土体进行剪切扰动直至试样土体结构完全破坏，并同时向下推送直至剪切板到达底部，在剪切的过程中根据实验目的可以通过打开或者关闭排/止水阀控制排水条件，完成剪切后，提升并转动剪切板扭动把手，当剪切板动力轴上的螺旋纹与固定螺旋孔相切合时完成剪切操作，重复步骤3的操作，得出贯入阻力平均值p₃、p₄。

（6）、打开舱门，将压土板插入环形固板卡槽，关闭舱门，打开气阀向气囊充气，气囊向上推送土体托盘，对土体试样进行压缩，在整个过程中根据实验目的可以通过打开或者关闭排/止水阀控制排水条件，完成压缩或重塑后通过气阀向外排气，土体托盘与土体试样回位，重复步骤3的操作，得出贯入阻力平均值p₅、p₆。