[发明专利]一种寒区改性土三维胀缩变形室内测试系统

说明书

本发明涉及一种寒区改性土三维胀缩变形室内测试系统，其特征在于：基座底板的外侧边缘，分别装有前侧水准气泡和旁侧水准气泡，基座底板下方设有使基座底板处于水平状态的四个矫正脚柱，可通过调节基座底板下的四个矫正脚柱，使基座底板处于水平状态；基座底板正中心下方布置两个滑轨，采用十字交叉错落排列的形式，分别对应焊接固定在外围框架的中部基准柱上；将测量变形的四个侧部贴板两两相对应，分别与固定支架通过滑块与十字交叉的两个滑轨相连，连接为不可拆分的整体，其中侧部贴板为格栅构造；本发明能够对寒区路堤土体进行温度变化下三维胀缩变形的模拟测量，测试整体性好，操作简便，适用范围广，可据土体类型、含水率以及密实度等调整。

技术领域

本发明涉及一种岩土试验系统，专门适用于寒区路堤改性土三维冻胀率室内测试。

背景技术

大量的高等级公路和铁路等线路工程不可避免的穿越季节性冻土地区和昼夜温差较大的地区，秉承“就地取材”的原则，需要对一些岩土材料进行改性处理，用于路堤填筑，如对风积沙添加水泥等材料进行改性处理，但是经过这种改性处理的路堤工程，在冻融过程中会发生胀缩变形，出现裂缝和融沉等许多不良工程地质问题，给寒区工程带来诸多隐患。因此，模拟室外环境，对寒区改性土进行冻融状态下的三维胀缩变形的测试显得尤为重要。目前，对于土体室内胀缩变形的测量主要集中于一维和二维装置，即假定试样为平面状而忽略试样本身为立体状而带来的影响，如专利CN203755286U，该专利仅能测量垂直方向的冻胀变化，测量单一，数据不够完全；又如专利CN202057647U，该专利虽然将测量和制冷一体化，但温度不易控制，又仅局限于负温度，且采用氟利昂制冷不符合环保理念。而寒区土体尤其是寒区路堤填筑体，并不只是受一维或者二维温度变化影响，大多处于三维温度环境中，其冻融变形量为三维状态。本发明专利提供了一种测量寒区土体三维胀缩变形的室内试验装置，解决了目前室内状态下无法测得土体三维冻胀率的问题，为寒区高等级线路工程施工提供重要的科学依据。

发明内容

为了测量寒区土体冻融状态下的三维胀缩变形，本发明提供一种测量寒区土体三维胀缩变形的室内试验装置，该装置能有效地测量室内土体的三维胀缩率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种寒区改性土三维胀缩变形室内测试系统，其特征在于：

基座底板的外侧边缘，分别装有前侧水准气泡和旁侧水准气泡，基座底板下方设有使基座底板处于水平状态的四个矫正脚柱，

可通过调节基座底板下的四个矫正脚柱，使基座底板处于水平状态；

基座底板正中心下方布置两个滑轨，采用十字交叉错落排列的形式，分别对应焊接固定在外围框架的中部基准柱上；

将测量变形的四个侧部贴板两两相对应，分别与固定支架通过滑块与十字交叉的两个滑轨相连，连接为不可拆分的整体，其中侧部贴板为格栅构造；

测试之前，先将两个侧部贴板与上滑轨支架(5)刚性连接，并使这部分通过上滑轨滑块(7)与上滑轨(9)滑动连接，将上滑轨弹簧(11)安装于两个上滑轨滑块(7)之间，在试样(22)上标明上下、前后、左右各三组对称面，在前后对称两面中心粘贴应变片，待应变片粘结牢固后，将试样(22)置于基座底板(15)上，确保侧部贴板(20)与试样(22)左右两面充分接触，且20次往复测量2分钟内的平均累积应变≤50με，记下此时的弹簧弹性系数和连接长度；同理，将另外两个侧部贴版与下滑轨支架(6)刚性连接，将这部分通过下滑轨滑块(8)与下滑轨(10)滑动连接，将下滑轨弹簧(12)安装于两个下滑轨滑块(8)之间，此下滑轨弹簧(12)的弹性系数和连接长度与上滑轨弹簧(11)一致。

进一步，侧部贴板材料为导热系数较大的铝板，同时，贴板外围边长小于试样边长，底板边大于试件边长，底板材料为导热系数较小的殷钢。

当温度降低时，试样发生冻缩，侧部贴板借助弹性恢复力，紧密地与试样贴合，测定收缩变形；当温度升高，试样发生膨胀；