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专利名称：一种用于测试径向膨胀力及膨胀变形的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土壤径向膨胀力与变形测试的装置。
背景技术：
我国最新公路土工试验规程(JTG E40-2007)的膨胀力和膨胀率试验，均采用单轴固结仪测试，而其仅能测定试样在有侧限条件下竖向膨胀力与变形，而对于需要考虑径向(侧向)发生位移情况下进行膨胀力及膨胀率的试验来说却无能为力。另，获得有侧向和无侧向条件下土体的径向膨胀力及变形，对刚性支挡或支护结构安全性的计算也尤为重要。现有测试仪器，单轴固结仪及其附属配件，包括:量表架；钢珠；加压上盖；透水石；环刀；护环；水槽；百分表；天平；秒表等。该测试仪器无法测试土体的径向膨胀力及膨胀变形(交通部公路科学研究院中华人民共和国行业标准-公路土工试验规程(JTGE40-2007).2007.9:314_324)。现有技术方案存在以下缺点:仅能测试有侧限条件下的竖向膨胀力和膨胀变形。无法考虑无侧限或者定量侧限条件下膨胀力和膨胀量的量测。

实用新型内容针对现有单轴固结仪无法测定径向膨胀力及变形的不足，本实用新型目的是提供一种测试有或无侧限条件下土体吸水后的径向膨胀力与变形的测试装置。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种测试土壤径向膨胀力与膨胀变形的测试装置，包括四块围压外环块组件(4)和四块围压内环块组件(6);围压外环块组件⑷间通过螺栓(5)连接，其中两块围压外环块组件⑷带有延伸杆(13)，通过延伸杆(13)与右侧弓形施力杆(3)和左侧弓形施力杆(9)接触、传递荷载，每个围压内环块组件(6)有一突出圆端，突出圆端镶入围压外环块组件(4)的凹圆中传递荷载，且围压内环块组件(6)的突出圆端在试验过程中能自动调整位置，始终保持试样为圆形。所述的试验仪，围压及径向变形测试部件包括左侧弓形施力杆(9)、右侧弓形施力杆(3)、围压推杆(2)、围压推杆电机⑴、围压力传感器⑶、围压位移传感器(7)、围压测力弓(10);左侧弓形施力杆(9)右侧下部通过螺栓与围压外环块组件(4)的延伸杆(13)连接，右端上部安装围压位移传感器(7)，围压位移传感器(7)顶针顶着右侧弓形施力杆(3)左侧上部、右侧弓形施力杆(3)下部左端通过螺栓与围压外环块组件(4)的延伸杆(13)连接，右侧弓形施力杆(3)右侧为一带孔构件，围压推杆(2)放置在带孔构件中，由围压推杆电机⑴推动左右移动，电源(14)为围压推杆电机⑴提供动力来源，围压测力弓(10)右端与围压推杆电机(I)连接，左端与围压力传感器(8)连接。本实用新型的径向膨胀力与变形的测试装置可实现以下测试:径向位移不变，试样饱和过程中，测试竖向和径向膨胀力，获得它们的变化规律；径向位移不变或变化，试样饱和过程中，测试不同竖向位移条件下竖向和径向膨胀力；测试不同径向压力条件下竖向膨胀力及径向膨胀位移，获得它们的变化规律。
图1本实用新型围压及径向变形测试部件示意图；图2本实用新型测试原理图；1-围压推杆电机、2-围压推杆、3-右侧弓形施力杆、4-围压外环块组件、5-螺栓、6-围压内环块组件、7-围压位移传感器、8-围压力传感器、9-左侧弓形施力杆、10-围压测力弓、11-试样环刀片、12-环形箍、13-延伸杆、14-电源。
具体实施方式
本实用新型提供了一种用于测试径向膨胀力及膨胀变形的装置，装置包括:围压推杆电机、围压推杆、右侧弓形施力杆、围压外环块组件、螺栓、围压内环块组件、围压位移传感器、围压力传感器、左侧弓形施力杆、围压测力弓、试样环刀片、环形箍、延伸杆、电源；所述左侧弓形施力杆右侧下部连接所述围压外环块组件的延伸杆，所述左侧弓形施力杆右端上部安装所述围压位移传感器，所述围压位移传感器顶针顶着所述右侧弓形施力杆左侧上部，所述右侧弓形施力杆下部左端连接所述围压外环块组件的延伸杆，所述右侧弓形施力杆连接所述围压推杆，所述电源安装在所述围压推杆电机的一侧，所述围压测力弓右端连接所述围压推杆电机，左端连接所述围压力传感器。左侧弓形施力杆右侧下部通过螺栓与围压外环块组件的延伸杆连接。右侧弓形施力杆下部左端通过螺栓与围压外环块组件的延伸杆连接。以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。实施例1本实用新型提供了一种测试土壤吸水后膨胀的径向膨胀力与变形的测试装置，试样护环部件包括四块围压外环块组件4和四块围压内环块组件6。围压外环块组件4间通过螺栓5连接，其中两块围压外环块组件4带有延伸杆13，通过延伸杆13与右侧弓形施力杆3和左侧弓形施力杆9接触、传递荷载，每个围压内环块组件6有一突出圆端，突出圆端镶入围压外环块组件4的凹圆中传递荷载，且围压内环块组件6的突出圆端在试验过程中能自动调整位置，4个围压内环块组件6都有一圆端与外环块连接，且4个围压内环块组件6之间有少许间隙，在试件吸水膨胀时，围压内环块组件6可绕圆端自动调整，始终保持试样为圆形。围压及径向变形测试部件包括左侧弓形施力杆9、右侧弓形施力杆3、围压推杆2、围压推杆电机1、围压力传感器8、围压位移传感器7、围压测力弓10。左侧弓形施力杆9右侧下部通过螺栓与围压外环块组件4的延伸杆13连接，右端上部安装围压位移传感器7，围压位移传感器7顶针顶着右侧弓形施力杆3左侧上部、右侧弓形施力杆3下部左端通过螺栓与围压外环块组件4的延伸杆13连接，右侧弓形施力杆3右侧为一带孔构件，围压推杆2放置在带孔构件中，由围压推杆电机I推动左右移动，电源(14)为围压推杆电机(I)提供动力来源，围压测力弓10右端与围压推杆电机I连接，左端与围压力传感器8连接。围压力测试原理:如图3所示，Fh为膨胀力合力水平分量dFH = QwBrd Θ COS Θ
权利要求1.一种用于测试径向膨胀力及膨胀变形的装置，其特征在于，所述装置包括:围压推杆电机、围压推杆、右侧弓形施力杆、围压外环块组件、螺栓、围压内环块组件、围压位移传感器、围压力传感器、左侧弓形施力杆、围压测力弓、试样环刀片、环形箍、延伸杆、电源； 所述左侧弓形施力杆右侧下部连接所述围压外环块组件的延伸杆，所述左侧弓形施力杆右端上部安装所述围压位移传感器，所述围压位移传感器顶针顶着所述右侧弓形施力杆左侧上部，所述右侧弓形施力杆下部左端连接所述围压外环块组件的延伸杆，所述右侧弓形施力杆连接所述围压推杆，所述电源安装在所述围压推杆电机的一侧，所述围压测力弓右端连接所述围压推杆电机，左端连接所述围压力传感器。
2.如权利要求1所述的用于测试径向膨胀力及膨胀变形的装置，其特征在于，所述左侧弓形施力杆右侧下部通过螺栓与围压外环块组件的延伸杆连接。
3.如权利要求1所述的用于测试径向膨胀力及膨胀变形的装置，其特征在于，所述右侧弓形施力杆下部左端通过螺栓与围压外环块组件的延伸杆连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测试径向膨胀力及膨胀变形的装置，该装置包括四块围压外环块组件和四块围压内环块组件，围压外环块组件间通过螺栓连接，其中两块围压外环块组件带有延伸杆，通过延伸杆与右侧弓形施力杆和左侧弓形施力杆接触、传递荷载，每个围压内环块组件有一突出圆端，突出圆端镶入围压外环块组件的凹圆中传递荷载，且围压内环块组件的突出圆端在试验过程中能自动调整位置，始终保持试样为圆形，较好的解决了以往存在的问题，结构简单，实用性较强，具有很好的应用前景。
文档编号G01N33/24GK203037645SQ20122054455
公开日2013年7月3日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者杨和平, 蔡宁生, 肖杰, 黄德耕 申请人:长沙理工大学, 广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院