专利名称：非接触式岩土收缩试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土力学与地基基础工程中一种在室内进行细粒 土缩变形测定的试验装置。
背景技术：
目前，国内外测定细粒土的收縮特性指标收缩仪一般都是采用由 固定支座、竖直向变形测定装置、与试样接触的测板、安放试样的多 孔板等组成。进行收縮试验时，将制备好的试样放置在多孔板上，称 试样及多孔板的质量，再测读试样的竖直向变形，如此按标准或规程 的要求重复上述称试样及多孔板的质量和试样的竖直向变形的步骤， 以求取试样的收縮特性指标线縮率、体縮率及收縮系数。采用目前 的传统的接触式收縮仪测定试样的竖直向变形时，存在很大的缺陷， 首先，所测的竖直变形是测板所覆盖范围内土样变形的最小值，代表 性较差，其次，当土样收縮过程中产生翘曲现象时，往往会出现所测 试样的竖向变形不是随含水率的减小而逐渐增大，而是出现"膨胀" 的假象。目前国内土工试验方法标准和各行业的土工试验规程中收縮试 验的目的是测定细粒土原状样和击实粘质土的收縮特性指标，由于试 样的失水是从土样的表面开始，逐渐向土样内部发展，这样必然会导 致试样的收縮不均匀，试样的表面在失水过程中就不会始终保持一个平面，而会出现局部凸凹不平的情况，对于原状土样，经常会在含水 率较低时出现局部明显翘曲的现象，采用目前的收縮仪测定试样的竖 向变形时无法消除试样的局部翘曲变形的影响。由于目前的收縮仪由 于无法准确量测试样的竖直向变形，导致计算土的线縮率、收縮系数 以及确定土样的縮限时误差较大，给正确评价土样的收縮特性带来较 大困难。发明内容本实用新型的目的是为解决目前的岩土收縮仪不能准确测定试 样竖向变形的不足，本实用新型提供一种非接触式岩土收縮试验装 置，可方便地根据试验需要，在试验过程中根据试样失水后表面的变 形特性，调整试样表面变形测点的位置，使测点的位置更合理，避免 试样表面局部翘曲对测定结果的影响，使测定的结果更具代表性，获 得准确的土样收縮特性指标。为达到上述目的，本实用新型非接触式岩土收縮试验装置由方形 框架、激光位移传感器、激光位移传感器支架、土样和土样支座组成； 其特征是方形框架的由框架顶架7、框架侧架8、框架底座9组成； 方形框架的框架顶架7上设有激光位移传感器支架导槽12;框架底座9上设有楔形固定槽17和定位挡板18用于固定土样支座楔形底板 15。 土样支座由土样支座支板14、带圆形孔16的多孔板13、 土样支 座楔形底板15组成；激光位移传感器支架由激光位移传感器1、带 孔螺杆2、外固定螺栓3、内固定螺栓4、激光位移传感器固定座5、 激光位移传感器电缆线6、激光位移传感器固定座导向杆IO、激光位移传感器支架导向杆11组成。带孔螺杆2用于固定激光位移传感器 1，并通过外固定螺栓3和内固定螺栓4调节激光位移传感器1与土 样19之间的距离；激光位移传感器固定座5可沿激光位移传感器固 定座导向杆10方向自由移动；激光位移传感器支架还可以通过激光 位移传感器支架导向杆11在激光位移传感器支架导槽12内平移。首先加工一个带导向槽，并可以拆卸的能够安设激光位移传感器 支架的方形刚性框架，刚性框架的尺寸根据激光位移传感器1和土样19的尺寸来确定，激光位移传感器1的量程取决于土样19的初始状态、胀縮性，激光位移传感器l的精度则取决于试验的目的及要求。进行收縮试验时，先将土样19按试验的要求制备好，小心安放在盛 放土样19的土样支座的多孔板13上，并称取初始重量，再将土样 19和土样支座一起放进方形框架底座内，并使土样支座楔形底板15 推进楔形固定槽17内，并使土样支座楔形底板15与定位挡板18良 好接触。将激光位移传感器的位置调整好，并在土样的面上根据试验 的要求测定一定数量的激光位移传感器初始值。然后可以按照土样的 失水收縮情况，重复称重和读取位移传感器读数的步骤，直至土样收 縮稳定。由于采用激光位移传感器，可以实现非接触式量测，而且激光位 移传感器可以在土样平面的任意点上定位量测，既可以按事先画好的 网格点进行量测，也可以根据土样变形的实际情况进行任意点的量 测，使土样胀缩变形的量测更具代表性，也更准确。
图1是非接触式岩土收縮试验装置整体正视图。图2是非接触式岩土收縮试验装置俯视图。 图3是激光位移传感器支架正视图。 图4是激光位移传感器支架A-A剖面图。 图5是激光位移传感器支架B-B剖面图。 图6是激光位移传感器支架C-C剖面图。 图7是激光位移传感器支架D-D剖面图。 图8是土样支座正视图及其E-E剖面图。 图9是土样支座俯视图及其F-F剖面图。如图所示激光位移传感器l、带孔螺杆2、外固定螺栓3、内固 定螺栓4、激光位移传感器固定座5、激光位移传感器电缆线6、框 架顶架7、框架侧架8、框架底座9、激光位移传感器固定座导向杆 10、激光位移传感器支架导向杆11、激光位移传感器支架导槽12、 多孔板13、 土样支座支板14、 土样支座楔形底板15、圆形孔16、楔 形固定槽17、定位挡板18、 土样19。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说 明。图1是本实用新型的非接触式岩土收縮试验装置，进行试验前， 先对所用的土样19按要求制备好。进行试验时，先将由框架顶架7、 框架侧架8、框架底座9组成的方形框架和由激光位移传感器1、带 孔螺杆2、外固定螺栓3、内固定螺栓4、激光位移传感器固定座5、激光位移传感器电缆线6、激光位移传感器固定座导向杆10、激光位移传感器支架导向杆11组成的可移动支架组装好，将安放土样19的 土样支座组准备就绪。再将制备好的土样19安放在土样支座带圆形 孔16的多孔板13上，将土样19与土样支座一起放在称重天平上称 取初始重量。然后将土样支座楔形底板15插入框架底座9上的楔形 固定槽17内，再推到与定位挡板18接触就位，并固定好。再将固定 在激光位移传感器固定座5上的激光位移传感器1通过激光位移传感 器固定座导向杆10、激光位移传感器支架导向杆11、激光位移传感 器支架导槽12调整到土样19对应的位置，并读取激光位移传感器1 的初始读数，激光位移传感器1每次在土样19上的测读数据的个数 可按试验前确定的方案执行，或根据土样土样19在不同阶段收縮变 形的情况再灵活掌握。本实用新型非接触式岩土收縮试验装置可根据试验的需要，实时 量测土样的胀縮变形情况，方便地进行非接触式变形量测，使土样的 收縮变形试验测定更便捷准确。且结构简单，操作方便。
权利要求1.一种非接触式岩土收缩试验装置，由方形框架、激光位移传感器(1)及二次仪表、激光位移传感器支架、土样和土样支座组成；其特征是方形框架由框架顶架(7)、框架侧架(8)、框架底座(9)组成；框架顶架(7)上设有激光位移传感器支架导槽(12)；框架底座(9)上设有楔形固定槽(17)和定位挡板(18)；激光位移传感器支架由带孔螺杆(2)外固定螺栓(3)、内固定螺栓(4)、激光位移传感器固定座(5)、激光位移传感器固定座导向杆(10)、激光位移传感器支架导向杆(11)、激光位移传感器支架导槽(12)组成。
2. 根据权利要求1所述的非接触式岩土收缩试验装置，其特征 是激光位移传感器(1)，可以根据土样(19)的胀缩性能和对试验精 度的要求不同更换不同量程和精度的激光位移传感器(1)。
专利摘要一种非接触式岩土收缩试验装置，本实用新型是由方形框架、激光位移传感器、激光位移传感器支架、土样和土样支座组成，方形框架上的顶架上设有用于平移激光位移传感器支架的导槽，底板上设有用于固定土样支座的楔形固定槽，可以通过激光位移传感器固定座导向杆、带孔螺杆来调节激光位移传感器在激光位移传感器支架上的位置。这样就可以在试验中进行土样收缩变形的量测，实现土样收缩变形性能的准确测定。
文档编号G01N33/24GK201110853SQ20072008871
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者孔令伟, 郭爱国 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所