[实用新型]一种非饱和土固结试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非饱和土固结试验装置。

背景技术

地基土的压缩变形、路堤的沉降变形及其稳定性事关建筑物和构筑物的安全和使用寿命，而地基、路堤的变形及稳定归根结底都是由于土骨架的压缩及孔隙比的变化而产生，均与时间有关，是一固结变形过程。然而工程中的土往往由于降雨入渗、蒸发和植物蒸腾等大气环境作用，通常处于非饱和状态，即属于非饱和土。为确保建筑物和构筑物的安全，需要测定非饱和土的固结变形特征(即地基和路堤竖向变形随时间变化、气压、水分含量的关系)。

目前测定非饱和土的固结变形特征的仪器是非饱和土固结仪，其结构和工作原理是：土样放置于台架底座上的试样盒中，双层压力罩将试样盒罩住，通过外部空气压缩机向压力罩内鼓入空气使罩内保持设定的气压值；压力罩外部的加载系统的竖向加载杆密封穿过压力罩顶部向试样盒上盖加载，实现对土样的竖向压力加载；在加载过程中，土样中的水通过试样盒底部的陶土板向下排出、集中在量筒中。测出量筒中的水，并由竖向加载杆的百分表测出土样的竖向变形。从而测出不同气压力、竖向载荷条件下的非饱和土的固结变形特征。其存在的问题是：需要一个密封的气压罩，竖向加载杆等部件又需要穿入气压罩导致其结构复杂，密封加工工艺要求高，成本高，可靠性低；同时，加载系统为单杠杆加载系统，能施加的竖向压力有限。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种非饱和土固结试验装置。该装置结构简单，制造成本低，可靠性高。

本实用新型实现其发明目的所采取的技术方案是：一种非饱和土固结试验装置，包括台架、台架台面上的试样盒、对试样盒施加竖向载荷的加载系统、试样盒底部的陶土板及其下方的量筒，其结构特点是：所述的试样盒的上盖和试验盒的盒体之间密封连接，上盖设有多个气嘴，每个气嘴均通过气管和空气压缩机相连。

本实用新型的工作原理是：

土样放置于台架台面上的试样盒中，用试样盒的上盖盖住试样盒并密封连接；空气压缩机通过和所述试样盒的上盖上的气嘴相连的气管向试样盒内鼓入空气，使盒内保持设定的气压值；加载系统的竖向加载杆对准试样盒上盖的活塞加载，实现对土样的竖向压力加载；同时，侧壁的压力使土样中的水通过试样盒底部的陶土板向下排出、集中在量筒中。测出量筒中的水，并由竖向加载杆的百分表测出土样的竖向变形。从而测出不同气压力、竖向载荷条件下土样固结变形特征。

进一步，本实用新型所述的加载系统为双杠杆加载系统，其具体构成是：台架的左前立杆和左后立杆之间有左连接杆，下杠杆的左端部铰接于左连接杆的中部、下杠杆的右端部下悬砝码盘；上杠杆位于下杠杆的上方，上杠杆的左端部与下杠杆的左中部通过传力杆铰接连接；台架的右前立杆和右后立杆之间有右连接杆，上杠杆的右端部铰接于右连接杆的中部，上杠杆的右中部的连接孔穿有下横梁，下横梁的前端和后端分别与前传力立柱和后传力立柱的下端固定连接，前传力立柱和后传力立柱的上端分别与上横梁的前端和后端固定连接，上横梁底面的中部向下连接有竖向加载杆，竖向加载杆对准试样盖的活塞。

双杠杆加载系统的工作原理是：

所述下杠杆下悬砝码盘处距下杠杆和左连接杆铰接处的水平距离，是下杠杆和传力杆铰接处距下杠杆和左连接杆铰接处的水平距离的12倍；所述上杠杆和传力杆铰接处距上杠杆和右连接杆铰接处的水平距离，是上杠杆和右连接杆铰接处距上杠杆杆和下横梁铰接处的水平距离的6倍。向砝码盘施加砝码后，前、后传力立柱上将产生12倍砝码重量的力，通过固定于上横梁的竖向加载杆将其施加于试样盒上的活塞。

通过双杠杆加载系统对试样盒施加竖向载荷，跟现有的单杠杆加载系统相比，相同的砝码重量可提供更大的竖向加载压力，可以测出更大的竖向加载压力范围下的非饱和土的固结变形特征。

进一步，本实用新型所述的气嘴均通过气管和空气压缩机相连的具体结构是：气嘴通过尼龙管或橡胶管与空气压缩机的气管上的气嘴相连。这样，连接方式简单，灵活。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正视结构示意图。

图2为本实用新型实施例的侧视结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1图2示出，一种非饱和土固结试验装置，包括台架1、台架台面上的试样盒2、对试样盒2施加竖向载荷的加载系统、试样盒2底部的陶土板3及其下方的量筒，其结构特点是：

所述的试样盒2的上盖2a和试验盒2的盒体之间密封连接，上盖2a设有多个气嘴2b，每个气嘴2b均通过气管4和空气压缩机5相连；