[发明专利]一种可测试膨胀土多向变形和膨胀力的装置

说明书

本发明公开了一种可测试膨胀土多向变形和膨胀力的装置。本发明主要包括试验箱体和设置在试验箱体上的注水装置以及测量装置，试验箱体内设有试样放置室，试样放置室是一个包括底板以及四块侧面挡板的方形箱体结构，试验箱体内壁与侧面挡板之间设有测量水平位移的位移传感器Ⅰ，箱体顶部伸出的悬臂横杆与顶板之间设有测量竖向位移的位移传感器Ⅱ；进行膨胀力测试时将位移传感器替换为螺旋加压杆，螺旋加压杆端设有应力传感器。本发明结构新颖，安装简便，操作便利，可有效测量膨胀土吸水膨胀后多个方向的膨胀变形情况及对应的膨胀力。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种可测试膨胀土多向变形和膨胀力的装置。

背景技术

我国膨胀土分布广泛，主要分布于华中、华南和西南地区。膨胀土在天然状态下常处于较坚硬状态，吸水后性质会发生较大变化，对气候和水文因素有较强敏感性。膨胀土的危害性较大，容易引起建筑物或构筑物产生不均匀竖向或水平变形，造成结构开裂、倾斜甚至破坏。因此，为了解决因膨胀土胀缩而造成的一系列工程问题，有必要对膨胀土的膨胀性开展深入的试验研究，探明其膨胀变形和膨胀力的变化规律，以指导工程设计和施工。

目前测定膨胀土膨胀率的方法是，在侧限压缩仪中，在一定压力条件下，将膨胀土试样浸水，待其膨胀稳定后，量测试样增加的高度，并将其与试样原高度相比，即可得到膨胀率。这种方法的局限性在于约束了试样的水平变形，只能观测试样的竖向变形。实际上膨胀土在无侧向约束的条件下会发生多向的膨胀变形，而现有仪器无法测定。目前膨胀力的测试方法主要有膨胀反压法、加压膨胀法和平衡加压法，这些方法的原理都是先使试样膨胀，再通过加压缩荷载使试样压缩至初始状态，此时的压缩荷载大小即为膨胀力大小。这些方法是通过保证膨胀变形和人为的压缩变形完全一致来反求膨胀力，但忽略了应力路径和试样不同应力状态的影响。此外，试样的膨胀压力是需要在保持试样体积不变的条件下进行测定，这些传统的测试方法在试验过程中均不能保持试样体积恒定，且先膨胀后压缩的做法对试样扰动过大，会造成测试结果存在人为偏差。因此，如何设计一种新的装置，既能测定膨胀土膨胀时多个方向的膨胀变形，又能在不扰动膨胀土试样的条件下真正测定膨胀力的大小，就显得非常有学术价值和工程意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可有效测量膨胀土四周及顶部多向变形和膨胀力的装置。