[发明专利]一种使用砝码和气压联合加载的土固结检测仪和检测方法

说明书

本发明提供一种使用砝码和气压联合加载的土固结检测仪和检测方法，适用于土的性质检测技术领域，特别适用于重塑土固结过程测试和含水量较大的天然土的固结过程测试。包括反力架、砝码加载装置、砝码和气压加载转换装置、传感测量装置、固结容器和气源压力控制器，在砝码加载并形成一定的沉降量后，通过调节螺母和转换附件形成上部反力，启动气压加载装置推动固结容器上行逐步替换砝码荷载，然后采用气压施加到预定固结压力，并通过传感测量装置的上两组传感器自动切换观测砝码和气压加载过程土样的变形量、记录和控制土固结的质量。其精度较高，操作方便，可以在高荷载条件下固结出性质均匀、强度大的不同固结程度土。

技术领域

本发明涉及一种使用砝码和气压联合加载的土固结检测仪和检测方法，尤其适用于土的性质检测技术领域，特别适用于由泥浆固结重塑土的超固结过程控制和含水量较大天然土的排水、压实程度的检测。

背景技术

借助相同颗粒级配和相同固结程度的重塑土测试分析原状土性质的方法是土性质测试分析的途径之一。关于重塑土的固结途径有有击实法、泥浆固结法等。击实法是土工实验室最常见的重塑土样制备方法，通过击实仪可以快速完成制样，但是存在固结压力较小、加载不均匀的缺点，其检测规律往往较为离散。现有采用泥浆固结法制备重塑土样的方法是：先利用静载加压排除泥浆中的部分水分，再利用固结仪或三轴仪加载对土进行充分固结得到饱和试样，这种方法模拟了土的天然固结过程，在一定程度上弥补了压实法存在的缺点和不足。但是直到目前为止，对于含水量较大的土由于固结排水量大、时间长，固结过程的测试一直比较困难，土的固结加载控制和检测方法尚未形成统一的标准，深入细致的研究成果极少见。因此，开发并形成高荷载条件下由泥浆制备重塑土的固结检测仪和检测方法，是今后开展深层重塑土性质研究亟需解决的问题，也是含水量较大天然土固结过程检测的迫切需求。

发明内容

技术问题：本发明是针对现有技术的不足之处，提供一种精度较高，操作方便，使用砝码和气压联合加载可以实现高荷载条件下制备性质均匀、固结程度高、强度大的重塑土的固结检测仪和检测方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的使用砝码和气压联合加载的土固结检测仪，包括反力架和计算机，反力架上设有横梁，反力架中轴线由下到上顺序设有气压加载装置、固结容器、加载转换装置和砝码加载装置，气压加载装置设在反力架下方，加载转换装置设在反力架上方与横梁配合，固结容器设置在气压加载装置和加载转换装置之间，加载转换装置上设有砝码加载装置，其中加载转换装置和砝码加载装置通过传力杆分别设置在传力杆的下方和上方，传力杆侧面上设有螺纹，传力杆通过砝码线性轴承设置在反力架的横梁中，反力架上还设有传感测量装置，传感测量装置与计算机相连接；

所述砝码加载装置包括砝码沉降表盘、调节螺丝和支撑杆，砝码沉降表盘设置在传力杆顶部，砝码沉降表盘上设有可调节的砝码，砝码沉降表盘上设有用以支撑和固定砝码的支撑杆，砝码沉降表盘与砝码线性轴承之间的传力杆上设有调节螺丝；

所述加载转换装置包括设置在横梁上的砝码线性轴承，砝码线性轴承内设有控制约束方式和测试基点转换的传力杆，加载转换装置相对横梁分为上下两部分，上部分由调节螺丝与传力杆外螺纹互相锁固构成，下部分由调节螺母、转换附件和传力杆形成的锁固机构构成，其中传力杆底部连接有压力帽，压力帽下方设有上透水石，压力帽与砝码线性轴承之间的传力杆由下到上顺序设有调节螺母和转换附件，调节螺母通过内螺纹与传力杆外螺纹相互锁固，其中转换附件为三瓣结构、高度可变换；

所述固结容器装置包括压力帽、上透水石、试样筒、固定杆、集水仓、O型密封圈、下透水石、基底、排气孔和压盖，所述压力帽上设有排水用小孔，上透水石设置在压力帽下方，试样筒设置在基底与压盖之间，试样筒为内外双层结构，内外双层之间的连通容腔为集水仓，集水仓底部密闭，集水仓内设有两端分别连接基底和压盖的多根固定杆，压盖中间开有与压力帽相匹配的开口，基底上设有下透水石，基底上开有排气孔，O型密封圈设置在下透水石上方，下透水石与基底上的排气孔相连，排气孔通过快捷接头和软管连接三通阀、孔隙水压力传感器和排水软管；