用于固结试验的可视化试样盒的制作方法

本实用新型涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于固结试验的可视化试样盒。

背景技术：

侧限压缩仪（固结仪）是土工试验中常规且重要的试验仪器，每种测试仪器都对应有放置试验土样的试样盒，侧限压缩试验（固结试验）的试样盒属于其中的一种，在实际应用过程中存在着以下不足：

侧限压缩试验（固结试验）是一种重要的土工试验，通过该试验可以获取土样在侧限条件下，受竖向荷载后的竖向压缩变形情况，进而得到土体的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数等参数，为研究土体的压缩性及地基的沉降变形提供试验依据。现有的室内压缩试验中，压缩盒为金属材料制成。在试验过程中，是通过百分表来测量土样的竖向变形，并不能直接观察到土体在竖向荷载作用下的土体的细观结构变化及土样的位移及变形情况。

为了实现侧限压缩试验（固结试验）过程中的可视化，能更好的观察和研究土颗粒在受到不同荷载作用下的细观结构和位移及变形，提高试验效率，我们有必要改进现有试样盒的形式，并提供一种可视化的试样盒。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种用于固结试验的可视化试样盒，以解决背景技术中不能观察土体细观结构变化、土样的位移及变形情况等的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种用于固结试验的可视化试样盒，包括盒体及顶盖，所述盒体中间设有方形凹槽，所述顶盖位于所述方形凹槽顶部，且所述盒体为透明材质。

优选的，所述方形凹槽内可拆卸的放置透水石。

优选的，所述试样盒还包括方形结构的调节块，所述调节块为透明材质的，所述调节块嵌入所述方形凹槽内，且所述调节块上设置有上下贯通的通孔。

优选的，所述方形凹槽的底部中心位置设置有排水孔，所述排水孔的四周设置有限位排水孔，所述调节块的底部设置有与所述限位排水孔配合的限位凸起。

优选的，所述调节块的外壁上设置有至少一个水平限位槽，所述盒体上设置有与所述水平限位槽配合的限位孔，所述盒体的至少一个侧面上不设置限位孔。

优选的，所述限位孔包括互相连通的限位外孔和限位内孔，所述限位内孔的内径大于所述限位外孔的内径，限位外孔和限位内孔呈台阶状，所述限位内孔处可拆卸设置有用于封堵限位孔的封堵件。

优选的，所述封堵件包括封堵前端和封堵后端，所述封堵前端和封堵后端呈台阶状，所述封堵前端的外径与所述限位内孔的内径相配合，所述封堵后端与所述限位外孔内径相配合。

优选的，所述盒体由有机玻璃制成。

优选的，所述调节块由有机玻璃制成。

优选的，所述方形凹槽的边长为55mm，所述方形凹槽的槽深为40mm，所述盒体的高度为50mm。

本实用新型实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：

本实用新型提供一种用于固结试验的可视化试样盒，包括盒体及顶盖，所述盒体中间设有方形凹槽，所述顶盖位于所述方形凹槽顶部，且所述盒体为透明材质。透明材质实现了试样盒的可视化功能，利用本实用新型进行土工试验时，可直接观察或利用数码相机、ccd摄像机、视频显微等其它照相设备等作为图像采集手段获得土体在压缩作用下的运动状态，可观测土体的结构变化及位移的演化规律。

本实用新型的盒体为一个整体，在进行观察时不会阻碍视线，拍照时不会因为存在连接部分而发生反光现象，并且，本实用新型的盒体内凹槽为方形凹槽，与传统的圆形结构相比，避免了圆形截面在图像采集时所产生的图形畸变的影响。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种用于固结试验的可视化试样盒的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种用于固结试验的可视化试样盒的透水石的结构示意图。

图3为本实用新型提供的另一种用于固结试验的可视化试样盒的结构示意图。

图4为本实用新型提供的另一种用于固结试验的可视化试样盒的顶部结构示意图。

图5为本实用新型提供的另一种用于固结试验的可视化试样盒的调节块的结构示意图。

图6为本实用新型提供的另一种用于固结试验的可视化试样盒的限位孔的结构示意图。

图7为本实用新型提供的另一种用于固结试验的可视化试样盒的封堵件的结构示意图。

图中所示：1-盒体、11-限位孔、111-限位外孔、112-限位内孔、12-封堵件、121-封堵前端、122-封堵后端、2-顶盖、3-方形凹槽、4-排水孔、5-透水石、6-调节块、通孔-61、62-限位凸起、63-限位槽、7-限位排水孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案,下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护范围。

参见图1，所示为本实用新型实施例提供的一种用于固结试验的可视化试样盒的结构示意图。

由图1可知，所述的用于固结试验的可视化试样盒，包括盒体1及顶盖2，所述盒体1中间设有方形凹槽3，所述顶盖2位于所述方形凹槽3顶部，且所述盒体1为透明材质。所述方形凹槽3内可放置透水石5，所述透水石结构如图2所示，与方形凹槽3配合。所述方形凹槽3的内部底面设置有排水孔4。

本实施例中，所述盒体1由有机玻璃制成。所述方形凹槽3的边长为55mm，所述方形凹槽3的槽深为40mm，所述盒体1的高度为50mm。

本实施例提供的用于固结试验的可视化试样盒的使用方法如下：

试样盒安装：在侧限压缩试验过程中，将盒体安装在固结仪的平台上，调整至合适的位置；

放置样品：在方形凹槽3形成的方形空间内，放置透水石5和滤纸，用定制的方形环刀取样，并将土样放置在方形空间内，放置滤纸和透水石；

测试样品：样品放置结束后，在上部安放顶盖2，并施加竖向荷载，用百分表测出竖向变形量，在e-p坐标系中绘制每一级荷载下的孔隙比，得到土体的e-p曲线，得到土体的压缩指标。

为了证实本实用新型可以适用侧限压缩试验的样品测试，而且不影响试验测试结果，特进行了以下测试试验。

试验部分如下：

侧限压缩试验：

分别采用绍兴市肯特机械电子有限公司生产的三联高压固结仪及本实施例提供的试样盒进行侧限压缩试验，每组测试进行3次平行试验，测试结果如表1所示：利用spss19.0软件进行显著性分析可知，利用本实用新型测定的土样的孔隙比与传统的压缩盒测定的土样的孔隙比试验结果一致，无显著性差异，符合侧限压缩试验的技术要求。

本实用新型提供的用于固结试验的可视化试样盒，盒体1为有机玻璃制成的透明结构，透明材质实现了试样盒的可视化功能，利用本实用新型进行土工试验时，可直接观察或利用数码相机、ccd摄像机、视频显微等其它照相设备等作为图像采集手段获得土体在压缩作用下的运动状态，可观测土体的结构变化及位移的演化规律。在力学性能特征上，有机玻璃所具有的强度和刚度可承受试验所需的荷载。

同时，本实用新型的盒体1为一个整体结构，方形凹槽3开设在盒体1上，在进行观察时不会阻碍视线，拍照时不会因为存在连接部分而发生反光现象，且方形凹槽3的结构设置，与传统的圆形结构相比，避免了圆形截面在图像采集时所产生的图形畸变的影响。

盒体1底部，即方形凹槽3内部底面设置的排水孔4，可以及时排出透水石5中的水分，进而及时高效的排出土体中的水分，缩短固结时间，满足较高含水率土体固结试验的要求。

参见图3，所示为本实用新型实施例提供的另一种用于固结试验的可视化试样盒的结构示意图。

由图3可知，本实施例所述的用于固结试验的可视化试样盒，包括盒体1及顶盖2，所述盒体1中间设有方形凹槽3，所述顶盖2位于所述方形凹槽3顶部，且所述盒体1为透明材质。同时还包括方形结构的调节块6，所述调节块6为有机玻璃制成的透明结构，所述调节块6嵌入所述方形凹槽3内，且所述调节块6上设置有上下贯通的通孔61。

所述通孔61可以是方形通孔，也可以是圆形通孔，当通孔61为方形通孔时，由于调节块6嵌入方形凹槽3内，所以通孔61的内径小于方形凹槽3的内径，在达到上述实施例的有益效果的同时，可以根据试验需要选择放置调节块6或者不放置调节块6，以达到不同大小，满足不同土样的需求。当通孔61为圆形通孔时，通过放置调节块6可以改变通孔的形状，以根据不同试验土样的需要，来选择是使用方形还是圆形容器，使用方形容器时，不放置调节块6直接使用方形凹槽3的形状即可，使用圆形容器时，将调节块6放入方形凹槽3内即可。本实用新型通过调节块6的设置，可以改变容器内径的大小，以及容器的形状，满足试验多样化的需求。如图3所示，本实施例示出的通孔61设置为圆形通孔。

所述调节块6的数量可以设置为多个，由外至内，调节块的外径依次见效，内侧调节块依次嵌入上一个调节块的通孔中，实现对通孔形状及孔径大小的多级调节，增加试验的多样性。调节块6可以是整体式的结构，也是分体式的结构。

进一步，本实施例中，如图4和图5所示，排水孔4位于述方形凹槽3的底部中心位置，所述排水孔4的四周设置有限位排水孔7，所述调节块6的底部设置有与所述限位排水孔7配合的限位凸起62。

需要放置调节块6来改变容器大小或者形状时，将调节块6底部的第一限位凸起62插入对应的限位排水孔7内，更好的将调节块6固定，限位排水孔7起到限位的作用，使用调节块6时，调节块6的通孔内底部放置相配合的透水石，也可以直接放置与方形凹槽3相配合的透水石5，而直接将调节块6放置于透水石5上，此时调节块6的高度小于方形凹槽3的槽深；当不需要使用调节块6时，限位排水孔7暴露出来，起到排水的作用，用于及时排出透水石5中的水分，进而及时高效的排出土体中的水分，缩短固结时间，满足较高含水率土体固结试验的要求。

具体的，本实施例中，所述调节块6的外壁上设置有三个水平限位槽63，所述盒体1上设置有与所述水平限位槽63配合的限位孔11。需要使用调节块6时，可在盒体1及调节块6的水平限位槽63内插入限位销轴，将调节块6固定，避免调节块6上下活动，影响试验。本实施例中，所述盒体1的一个侧面上不设置限位孔11，盒体1为透明材质，以便拍摄图像或者观察，因此，盒体1要有至少一个侧面保持完整，不能设置限位孔11，以免影响拍摄效果。

所述盒体1上的限位孔11包括互相连通的限位外孔111和限位内孔112，所述限位外孔111靠近盒体1的外壁，所述限位内孔112靠近盒体1的内壁，所述限位内孔112的内径大于所述限位外孔111的内径，限位外孔111和限位内孔112连接处呈台阶状，如图6所示，所述限位内孔112处可拆卸设置有用于封堵限位孔11的封堵件12，所述封堵件12与限位孔11的形状相配合，呈台阶状。如图7所示，所述封堵件12包括封堵前端121和封堵后端122，所述封堵前端121和封堵后端122呈台阶状，所述封堵前端121的外径与所述限位内孔112的内径相配合，所述封堵后端122与所述限位外孔111内径相配合。

当不需要使用调节块6时，可将封堵件12固定于限位内孔112处，以将限位孔11封堵住，封堵后，封堵前端121的端面与所述方形凹槽3的端面处于同于竖直面内，以避免限位孔11的存在影响方形凹槽3的完整。

需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本实用新型的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。