[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

摘要

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。

主权项

1.一种使用砝码和气压联合加载制备超固结重塑土装置，包括反力架和计算机，反力架上设有横梁（19），其特征在于：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（19）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（21）分别设置在传力杆（21）的下方和上方，传力杆（21）侧面上设有螺纹，传力杆（21）通过砝码线性轴承（4）设置在反力架的横梁（19）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（2）、调节螺丝（20）和支撑杆（23），砝码沉降表盘（2）设置在传力杆（21）顶部，砝码沉降表盘（2）上设有可调节的砝码（22），砝码沉降表盘（2）上设有用以支撑和固定砝码（22）的支撑杆（23），砝码沉降表盘（2）与砝码线性轴承（4）之间的传力杆（21）上设有调节螺丝（20）；所述加载转换装置包括设置在横梁（19）上的砝码线性轴承（4），砝码线性轴承（4）内设有控制约束方式和测试基点转换的传力杆（21），加载转换装置相对横梁（19）分为上下两部分，上部分由所述调节螺丝（20）与传力杆（21）外螺纹互相锁固构成，下部分由调节螺母（17）、转换附件（18）和传力杆（21）形成的锁固机构构成，其中传力杆（21）底部连接有压力帽（16），压力帽（16）下方设有上透水石（24），压力帽（16）与砝码线性轴承（4）之间的传力杆（21）由下到上顺序设有调节螺母（17）和转换附件（18），调节螺母（17）通过内螺纹与传力杆（21）外螺纹相互锁固，其中转换附件（18）为三瓣结构、高度可变换；所述固结容器装置包括压力帽（16）、上透水石（24）、试样筒（25）、固定杆（26）、集水仓（27）、O型密封圈（28）、下透水石（29）、基底（30）、排气孔（31）和压盖（32），所述压力帽（16）上设有排水用小孔，上透水石（24）设置在压力帽（16）下方，试样筒（25）设置在基底（30）与压盖（32）之间，试样筒（25）为内外双层结构，内外双层之间的连通容腔为集水仓（27），集水仓（27）底部密闭，集水仓（27）内设有两端分别连接基底（30）和压盖（32）的多根固定杆（26），压盖（32）中间开有与压力帽（16）相匹配的开口，基底（30）上设有下透水石（29），基底（30）上开有排气孔（31），O型密封圈（28）设置在下透水石（29）上方，下透水石（29）与基底（30）上的排气孔（31）相连，排气孔（31）通过快捷接头和软管分别与三通阀（39）、孔隙水压力传感器(40)和排水软管（41）连接；所述气压加载装置包括基座（7）、气压线性轴承（8）、滚动隔膜（9）、进气口（10）、底座（11）、活塞（12）和活塞杆（13），所述底座（11）设在反力架底部，底座（11）内部为气压缸，由气源压力控制系统提供稳定试验压力, 高压气压经进气口（10）控制活塞（12）的垂向固结荷载，活塞（12）设置在底座（11）的气压缸内，活塞（12）与底座（11）气压缸侧壁间隙通过滚动隔膜（9）密封并减小滑动阻力，活塞（12）中部向上的传力机构为活塞杆（13），通过气压线性轴承（8）进行导向，基座（7）设置在活塞杆（13）上端，基座（7）上设有气压沉降表盘（14）；所述传感测量装置包括设置在反力架上的砝码沉降量传感器（1）、气压沉降量传感器（15）和设置在气源压力控制系统中的压力传感器（38），所述砝码沉降量传感器（1）和气压沉降量传感器（15）均为一种百分表式自复位线性位移计,所述砝码沉降量传感器（1）通过砝码沉降表杆（3）和固定螺母（5）设置在砝码加载装置一侧，砝码沉降量传感器（1）与砝码沉降表盘（2）相匹配，气压沉降量传感器（15）设置在反力架立柱的拉杆（6）上，并与气压加载装置中基座（7）上的气压沉降表盘（14）相匹配，压力传感器（38）与进气口（10）相连，基底（30）上开有排气孔（31），排气孔（31）上通过三通阀（39）设有试样孔隙水压力传感器(40)，所有传感器直接连通数据采集器和计算机，监测试样变形和输入的气压。