[其他]建筑工程土工试验压缩系数计算尺

说明书

本实用新型涉及一种建筑工程专用手工计算工具。

建筑设计为了计算建筑物地基下沉量，通常要取地基土样进行室内土工压缩试验，计算出土样的压缩系数，作为建筑设计参数之一。其常用计算公式为：

εn＝ε_o－ (△h)/(H_o) （1＋ε_o）……（1）

式中ε_o为地基土样的天然孔隙比，对于确定的土样，是一个常数；H_o为试验土样的原始高度（未加荷重时的高度），实验中通常取20毫米；△h为某荷重下土样的压缩量，通过试验求得，随不同荷重而变化，为一变量，实验中一般为0至5毫米；εn为某荷重下的孔隙比，随△h的改变而改变，实验中一般在0.5至1.5之间，其值按上述公式计算得出。

目前，设计部门计算εn较普遍使用的方法仍是按上述公式进行人工计算，计算繁琐，费工费时，效率低，且易出错误。

为了提高上述计算的速度，本实用新型提供了一种专用计算尺。

该计算尺的设计原理与已有的对数计算尺相同。

将公式（1）进行变换可得

1＋εn＝（1－ (Δh)/(H_o) ）（1＋ε_o）

当取H_o＝20毫米时为

1＋εn＝（1－0.05△h）（1＋ε_o）……（2）

式（2）两边取对数：

lg（1＋εn）＝lg（1－0.05△h）＋lg（1＋ε_o）……（3）

式（3）即是设计本实用新型所依据的公式。

附图所示为本实用新型的示意图，其结构与已有的对数计算尺相似，由定尺（2）和可沿定尺左右滑动的滑尺（1）及游标（3）所组成，定尺两端用固定片（4）固定。本实用新型的特征在于滑尺的刻度线表示的是上述公式中的△h值，实际中一般为0至5毫米，故式（3）中lg（1－0.05△h）≤0，所以滑尺刻度值，采取自右向左，由0开始到5为止，每一刻度为0.1个单位，即代表△h0.1毫米的变化量，滑尺上的各刻度线至滑尺0起始点的实际长度为m｜lg（1－0.05△h）｜毫米，式中m为尺的模数，根据计算尺的设计长度适当选取，△h为刻度线所示的刻度值（△h值）；定尺的刻度值表示的是上述公式中的εo和εn值，实际中一般在0.5至1.5之间，所以定尺的刻度值采取自左向右，由0.5作起始点到1.5为止，每一刻度为0.01个单位，即代表εo或εn0.01的变化值，定尺上各刻度线至定尺0.5起始点的实际长度为m〔lg（1＋ε）－lg（1＋0.500）〕＝m〔lg（1＋ε）－0.1761〕毫米，式中m为以上所说的模数，ε为定尺刻度线所示的刻度值（εo或εn值）。

为了使该计算尺设计得既携带方便，又保证精度，上述尺的模数m可在500至1500之间选取。

该实用新型的使用方法如下：

如：已知土样的天然孔隙比εo＝0.900，△h＝0.16毫米，要求εn的值。则先拉动滑尺，使滑尺0起始点刻度线对准定尺上ε＝εo＝0.900的位置，再移动游标，使游标上的红线对准滑尺△h＝0.16毫米的位置，此时游标红线对准定尺的读数即为所求的εn值（此为0.885）。

使用本实用新型进行土工压缩试验计算，携带方便，操作简单，可省去繁琐的数学计算，提高工效，加快试验速度，且不易出现计算错误，计算精度也完全可以满足工程设计要求。