[实用新型]一种测量土体侧向应力的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量土体侧向应力的装置，尤其是一种适用冻土冻胀力测量的侧向应力的装置。

背景技术

目前，在对土体侧向应力的研究中发现，缺少准确测量土体侧向应力的方法。常用的测试方法用液体控制土体侧向位移，通过液压传感器测量液体压力，即为土体侧向压力。而实际液体中不可避免的存在一定量气体，气体有一定的压缩性并且随温度变化体积变化明显，导致不能够真实测得土体侧向应力。

发明内容

本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，为了准确测得土体侧向应力，提供一种操作简单、成本低廉、适用性强、测量准确的测量土体侧向应力的装置。

为实现上述目的，本实用新型的测量土体侧向应力的装置，包括由两个半开式筒体扣合为一体筒体，筒体的外壁设有保温层，两个半开式筒体壁上设有相互连通的冷浴回流舱，两个半开式筒体壁中部分别设有上下位置相对顶靠在半开式筒体内壁上的不锈钢传力杆，不锈钢传力杆的外端部上设有压力盒，两个半开式筒体壁中部分别设有相互对称的固定支架，固定支架上设有固定压力盒的螺栓，所述的固定压力盒上连有数据采集仪；所述的两个半开式筒体壁上分别设有传力孔、冷夜进出口和多个热电偶线孔，冷夜进出口经外循环管路分别与低温冷却循环泵相连，筒体内设有K型针式热电偶，K型针式热电偶经热电偶连接线与数据采集仪相连。

所述两个半开式筒体扣合面之间设有相互吻合的台肩，其端面设有由螺栓固定在一起的连接板；所述固定支架包括对称设在筒体上下部的连接板、设在连接板之间经螺栓固定的竖板。

有益效果：本实用新型将半开式筒体通过六角螺栓连接成整体，钢壁内有保温层夹层和密封腔体，钢筒内部装有实验土样，放在固结架下固结；通过低温冷却循环泵、外循环管路低温冷却循环泵给制冷液降温，并通过自身的外循环装置循环制冷液通过钢壁内部密封舱形成回路，对土体进行冻结；再通过K型针式热电偶、数据采集仪、温度传感器与土体表面接触，实时测量土体实际温度；带有螺纹的不锈钢传力杆、压力盒、六角螺栓、承力钢壁、数据采集仪，其中传力杆插入钢筒上预留孔内，通过支撑螺帽调节插入深度，承力钢壁通过六角螺栓与钢筒筒身相连形成一个整体，承力钢壁上开有带丝螺孔，六角螺栓安装在其中，内侧螺杆上装有不锈钢螺丝，通过旋转螺栓来调节螺杆与不锈钢传力杆尾部钢片之间的距离，从而把压力盒固定在二者之间，压力盒与数据采集仪相连接，来读取压力数值；该装置结构简单，方便实用、成本较低、适应性强，能够在全侧限条件下测量土体侧向应力。在实验中可中，通过数据采集实时采集数据，方便、准确。该装置不仅可以测量土体在固结过程中侧向应力的变化，可以实时监测土体温度及土体侧向应力的变化。而且可以测试土样冻结过程中土体侧向应力的大小。测量数据易于保存，与电脑相连可以直接用来分析。

附图说明

图1是本实用新型的结构俯视图。

图2是图1的半开式筒体结构正立面结构图。

图3是图2中半开式筒体筒身半开面结构图。

图4是图1的A-A面剖面图。

图5是图1的B-B面剖面图。

图中：1—筒体，2—保温层，3—压力盒，4—不锈钢传力杆，5—数据采集仪，6—冷浴回流舱，7—螺栓，8—螺栓，9—电线，10—冷夜进出口，11—固定支架，12—热电偶线孔，13—螺栓，14—外循环管路，15—支撑螺帽，16—密封圈，17—低温冷却循环泵，18—热电偶连接线，19—K型针式热电偶，20—传力孔，21—O型密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型的测量土体侧向应力的装置，主要由筒体1、冻结系统、测温系统和测力系统四部分组成。所述的筒体1由两个半开式筒体扣合为一体，两个半开式筒体扣合面之间设有相互吻合的台肩，其端面设有由螺栓13固定在一起的连接板。筒体1的外壁设有保温层2，保温层2包裹在筒体1模具外层，起保温隔热的作用；两个半开式筒体壁上设有相互连通的冷浴回流舱6，供冷浴循环所用，在半开面处，在循环舱周围安上密封圈16，一旦半开式筒体连接好，可以防止冷浴液漏出，同时筒壁上开测温孔和传力孔，实验时传力孔中插入不锈钢传力杆4，孔内经润滑油润滑以减少摩擦力，不锈钢杆靠近土体的地方安装O型密封圈21，以防止土体内水分流失，测温孔穿入温度传感器19；两个半开式筒体壁中部分别设有上下位置相对顶靠在半开式筒体内壁上的不锈钢传力杆4，不锈钢传力杆4的外端部上设有压力盒3，两个半开式筒体壁中部分别设有相互对称的固定支架11，固定支架11包括对称设在筒体1上下部的连接板、设在连接板之间经螺栓8固定的竖板。固定支架11上设有固定压力盒3的螺栓7，所述的固定压力盒3上连有数据采集仪5；低温冷却循环泵17通过外循环管路14与筒体壁内密封腔体相连接，形成回路，通过循环低温液体对土体进行冻结，所述的两个半开式筒体壁上分别设有传力孔20、冷夜进出口10和多个热电偶线孔12，冷夜进出口10经外循环管路14分别与低温冷却循环泵17相连，筒体1内设有K型针式热电偶19，K型针式热电偶19经热电偶连接线18与数据采集仪5相连。冻结系统包括低温冷却循环泵、外循环管路及保温层；测温系统包括K型针式热电偶19，热电偶线18，数据采集仪5，K型针式热电偶19插入钢筒内，通过热电偶线18经筒壁上的小孔与数据采集仪5相连，实时测定桶内土样的温度，供调节冷浴温度参考；测力系统包括不锈钢传力杆4、压力盒3、螺栓7、数据采集仪20、电线9和固定支架11组成，传力杆插入筒壁1预开孔内，内部要刚好与钢筒1内壁吻合，消除应力集中地干扰，不锈钢传力杆4外部设置调节支撑螺帽15，来调节传力杆伸入钢壁中的尺度，在外侧的固定支架11上对准圆形钢片中心的位置打孔转丝，同时安装螺栓7，螺栓的头部经过磨平处理，通过调节螺栓7使压力盒3固定在螺栓7和不锈钢传力杆4后端的大平帽之间。压力盒3通过电线9与数据采集仪20相连接，通过数据采集仪可以直接读出实验土样的温度和侧向压力。