土體在多種狀態(tài)下貫入阻力的室內(nèi)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土體的貫入阻力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種土體在多種狀態(tài)下貫入阻力的室內(nèi)測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工程勘探中所面臨的土體狀態(tài)日趨復(fù)雜，能夠快速對不同狀態(tài)下土體進(jìn)行測定和評價成為工程施工前期的重要環(huán)節(jié)，而貫入阻力是評價土體性能的一項(xiàng)重要的指標(biāo)，貫入阻力是指觸探探頭貫入土層中所受到的阻力，土體貫入阻力的測量可以快速評價土的狀態(tài)，確定承載力、壓縮摸量、液性指數(shù)、抗剪強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)。貫入阻力的測量方便快捷，具有較高的測量精度，可以降低土體試驗(yàn)參數(shù)的測量難度。因此測量土體在不同條件下的貫入阻力也為研究土體在多種狀態(tài)下的性能提供了有效的途徑。
[0003]目前由于原位測試儀器尺寸較大對有限厚度的土體無法取得代表性的數(shù)據(jù)，所以無法直接采用原位測試儀器對土工模型試驗(yàn)的土體進(jìn)行測量。測量貫入阻力的室內(nèi)試驗(yàn)裝置大部分都是使用單個探頭進(jìn)行逐點(diǎn)分別測試，其局限性導(dǎo)致試驗(yàn)中操作誤差較大，操作繁瑣，同時也并未考慮對土體在不同狀態(tài)下的貫入阻力進(jìn)行綜合測量，一般需要多個儀器共同完成單個狀態(tài)下土體貫入阻力的測量，致使試驗(yàn)并不能通過快速模擬工程中土體的多種狀態(tài)從而來獲取多組不同的貫入阻力數(shù)據(jù)，其研究的精度及效率并不能很好的適應(yīng)當(dāng)今工程勘探的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種方便、快捷的土體在多種狀態(tài)下貫入阻力的室內(nèi)測量裝置。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種土體在多種狀態(tài)下貫入阻力的室內(nèi)測量裝置，包括筒體，所述筒體由上筒體和下筒體一體或者分體構(gòu)成;所述上筒體內(nèi)設(shè)置剪切板，所述剪切板通過剪切板動力軸懸吊于上筒體內(nèi)，所述剪切板動力軸通過螺紋配合穿過設(shè)于上筒體頂面的固定螺紋孔，其頂端連接扭動把手;所述上筒體外周設(shè)置連接環(huán)，所述連接環(huán)內(nèi)水平安裝有若干B型連接桿和對稱設(shè)置的兩個A型連接桿，所述A型連接桿和B型連接桿的自由端均安裝微型貫入儀，所述微型貫入儀通過開設(shè)于上筒體筒壁上的條形槽伸入至上筒體內(nèi)。
[0006]所述微型貫入儀的數(shù)據(jù)線通過A型連接桿及B型連接桿的內(nèi)部導(dǎo)線與連接環(huán)的內(nèi)部導(dǎo)線相連;所述連接環(huán)通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。
[0007]所述下筒體置于底座上，所述底座上對稱豎直設(shè)置有位于下筒體外的兩根固定軸桿，兩根固定軸桿的上端分別穿過相應(yīng)位置的A型連接桿，所述固定軸桿上套裝回力彈簧；所述底座上豎直設(shè)置有位于下筒體外的刻度尺。
[0008]所述下筒體上設(shè)有可開啟的艙門，所述下筒體及艙門頂部設(shè)有環(huán)形固板卡槽，所述環(huán)形固板卡槽嵌固壓土板;所述艙門下部兩側(cè)分別有通氣管與排水管所穿過的孔道，所述通氣管外端與位于下筒體外部的氣閥相連、其內(nèi)端與位于下筒體內(nèi)部的氣囊相連，所述氣囊位于土體托盤的下部;所述排水管外端與位于下筒體外部的量筒相連、其內(nèi)端與位于下筒體內(nèi)部的土體托盤相連，所述排水管上裝有排/止水閥；所述艙門上刻有標(biāo)尺。
[0009]通過如上裝置測量土體在多種狀態(tài)下貫入阻力的使用方法如下:
(1)、制備試樣。
[0010](2)、通過把手打開艙門并在下筒體及艙門內(nèi)壁涂有一層凡士林，土體托盤上有透水石，將試樣塊放在土體托盤上，關(guān)閉艙門。
[0011](3)、推壓連接環(huán)直至A型連接桿到達(dá)刻度尺的零點(diǎn)，根據(jù)刻度所量測的試樣塊土體高度和貫入深度lcm的要求確定向下推壓距離。完成貫入后，記錄數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一組6個數(shù)據(jù)算出平均值P1，釋放連接環(huán)，使其自行回位。
[0012](4)、打開艙門，轉(zhuǎn)動土體托盤使土體各測試點(diǎn)發(fā)生改變，關(guān)閉艙門。用手轉(zhuǎn)動剪切板的扭動把手，當(dāng)固定螺旋孔與剪切板動力軸上的螺旋紋不再切合時，向下推送剪切板直至到達(dá)底部，重復(fù)步驟3的操作，完成在有側(cè)限狀態(tài)下實(shí)驗(yàn)，得出貫入阻力平均值p2。
[0013](5)、向上提起剪切板的扭動把手，當(dāng)剪切板到達(dá)試樣表面開始扭動剪切板扭動把手對土體進(jìn)行剪切擾動直至試樣土體結(jié)構(gòu)完全破壞，并同時向下推送直至剪切板到達(dá)底部，在剪切的過程中根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢酝ㄟ^打開或者關(guān)閉排/止水閥控制排水條件，完成剪切后，提升并轉(zhuǎn)動剪切板扭動把手，當(dāng)剪切板動力軸上的螺旋紋與固定螺旋孔相切合時完成剪切操作，重復(fù)步驟3的操作，得出貫入阻力平均值P3、P4。
[0014](6)、打開艙門，將壓土板插入環(huán)形固板卡槽，關(guān)閉艙門，打開氣閥向氣囊充氣，氣囊向上推送土體托盤，對土體試樣進(jìn)行壓縮，在整個過程中根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢酝ㄟ^打開或者關(guān)閉排/止水閥控制排水條件，完成壓縮或重塑后通過氣閥向外排氣，土體托盤與土體試樣回位，重復(fù)步驟3的操作，得出貫入阻力平均值p5、p6。
[0015](7)、通過上述(1)~(6)的操作可以得到以下數(shù)據(jù):
1、試樣在未擾動、無側(cè)限條件下的貫入阻力平均值Pl。
[0016]2、試樣在有側(cè)限條件下貫入阻力平均值p2。
[0017]3、試樣在經(jīng)歷排水剪切擾動后的貫入阻力平均值p3。
[0018]4、試樣在經(jīng)歷不排水剪切擾動后的貫入阻力平均值p4。
[0019]5、試樣在排水固結(jié)后的貫入阻力平均值p5。
[0020]6、試樣在不排水固結(jié)后的貫入阻力平均值p6。
[0021]試驗(yàn)中，通過操作貫入儀連接環(huán)、剪切板扭動把手、氣閥、排/止水閥完成對土體在剪切擾動及重塑、排水及不排水剪切、排水及不排水固結(jié)、有側(cè)限及無側(cè)限狀態(tài)下多個試點(diǎn)貫入阻力的同時測量，獲得土體在不同狀態(tài)下的貫入阻力。本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)科學(xué)、易于操作、實(shí)用性強(qiáng)、整合程度高。
【附圖說明】
[0022]圖1表示本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2表示本發(fā)明裝置筒體示意圖。
[0024]圖3表示本發(fā)明剪切系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4表示本發(fā)明貫入阻力測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及線路連接圖。
[0026]圖5表示本發(fā)明壓土系統(tǒng)連接圖。
[0027]圖6表示本發(fā)明高分子聚乙烯板構(gòu)造圖。
[0028]圖7表示本發(fā)明排水系統(tǒng)連接圖。
[0029]圖8表示本發(fā)明貫入儀連接環(huán)構(gòu)造圖。
[0030]圖中:1-上筒體，2-扭動把手，3-固定螺旋孔，4-剪切板，5-剪切板動力軸，6_連接環(huán)，7-A型連接桿，8-B型連接桿，9-貫入儀探頭、10-探桿，11-阻力傳感器，12-回力彈簧，13-固定軸桿，14-墊片，15-底座，16-刻度尺，17-壓土板，18-條形槽，19-下筒體，20-環(huán)形固板卡槽，21-艙門，22-土體托盤，23-排水管，24-通氣管，25-氣閥，26-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，27-把手，28-氣囊，29-排/止水閥，30-量筒，31 -標(biāo)尺。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032]—種土體在多種狀態(tài)下貫入阻力的室內(nèi)測量裝置，如圖1、2所示，包括圓柱狀的筒體，所述筒體由上筒體1和下筒體19一體或者分體構(gòu)成；上筒體1高34cm、內(nèi)徑10cm、外徑14cm ο
[0033]如圖3所示，所述上筒體1內(nèi)設(shè)置六頁剪切板4，所述六頁剪切板4高15cm、厚0.2cm、下端刃開口 60度。所述剪切板4通過剪切板動力軸5懸吊于上筒體1內(nèi)，所述剪切板動力軸5長32cm，在距其頂部15cm處有與設(shè)于上筒體1頂面的固定螺旋孔3相切合的螺旋紋，該剪切板動力軸5通過螺紋配合穿過固定螺紋孔3，其頂端連接扭動把手2。
[0034]如圖8所示，所述上筒體1外周設(shè)置連接環(huán)6，所述連接環(huán)6內(nèi)水平安裝有四根B型連接桿8和對稱設(shè)置的兩根A型連接桿7，所述A型連接桿7和B型連接桿8的自由端均安裝微型貫入儀，即上筒體1內(nèi)設(shè)置有6個微型貫入儀，其貫入阻力測試范圍0?400Kpa、最大分度值lOKpa、貫入深度lcm，每個微型貫入儀均由貫入儀探頭9、探桿10和阻力傳感器11組成，其中探桿10長15cm、直徑0.5mm;A型連接桿7與B型連接桿8穿過上筒體1的條形槽18后在距內(nèi)筒壁2.5cm處與微型貫入儀連接，其中筒體條形槽18長32cm，如圖2所示。
[0035]如圖4所示，所述下筒體19置于底座15上，所述底座15上對稱豎直錨固有位于下筒體19兩側(cè)外的兩根固定軸桿13，兩根固定軸桿13的上端分別穿過相應(yīng)位置的A型連接桿7，所述固定軸桿13上套裝回力彈簧12，在回力彈簧12下部有墊片14;所述底座15上豎直設(shè)置有位于下筒體19左側(cè)外的刻度尺16，量測范圍0?15cm。
[0036]所述下筒體19高17.lcm、內(nèi)徑10c