[实用新型]一种测定粘土粘附性的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种粘附性测量装置，尤其涉及一种测定粘土粘附性的装置。

背景技术

土壤的粘附现象广泛存在生活中，是困扰许多行业的难题。农业生产中，土壤粘附在耕犁上导致牵引阻力增加；自卸车装载粘土时，大量的土壤粘附在车厢内，造成运土量的减少，增加能源消耗；挖掘机、装载机等机械上粘附粘土后，推土阻力增大，机械装土量减小，工作效率大大降低；土压平衡盾构在粘土地层中施工时，粘土粘附在刀盘和刀具上，造成刀盘转动扭矩增大，排土不畅，掌子面易失稳等问题，掘进效率大大降低。

先前许多学者对粘土的粘附性做了研究。FOUNTIANF(1953)研究了干土和湿土的粘附性，从细观角度解释了两种情况下的粘附机理。钱定华(传统犁壁材料——白口铁对重粘土粘附特性的研究[J].农业机械学报，1965，02：145-150.)运用表面能量的方法，提出了粘土对金属的粘附模型。李建桥等(钢的显微组织对其土壤粘附特性影响的研究[J].农业工程学报，1993，03：14-21.)研究了钢材的显微组织对于粘附性的影响。卢韶芳等(土壤-金属界面水膜粘附规律的试验研究[J].农业机械学报，1999，30(2)：1-6.)测定了土壤-金属界面水膜对粘附性的影响。Peila等(Laboratory tests on soil conditioning of clayey soil[J].ActaGeotechnica，2015：1-14.)运用实验装置测定了静态大气压条件下土-金属板间的粘附性。Zumsteg(Tunnelling&Underground Space Technology，2012，31(5)：86-96.)将薄金属板埋置在粘土中，在土样上部施加不同压力，运用电机带动金属板转动并实时记录转动扭矩，测定了不同压力、剪切条件下，土-金属板间的粘附强度，但没有考虑排水固结条件，且不能考虑粘土在金属板上的粘附量。粘土粘附在金属板上的过程，即为粘土不断被压缩固结过程，二者紧密相关，因此排水条件是影响粘土粘附性的一个重要因素。粘土粘附金属板是一个不断积累，随着时间的增加其粘附量也逐渐增大，因此粘土的粘附量也是一个评价粘土粘附性的重要指标。而在盾构施工中，刀盘刀具不停转动，粘土的粘附性和剪切速度密切相关。因此，研究压力、剪切速度、固结度与粘土粘附性的关系十分必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种能够测定在不同压力、剪切速度和固结度条件下粘土粘附性的测定粘土粘附性的装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的测定粘土粘附性的装置，试验台上安装有杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括平衡支架和杠杆架，所述平衡支架通过第一销轴与所述杠杆架连接，所述杠杆架一端设有加载槽，另一端通过第二销轴与设置在试验底座底部的连接板相连，所述试验底座上部设有试样腔，所述试样腔上设有排水孔和位移计，内壁标有刻度，所述试样腔上部设有与其相配合的压板，所述压板与位于其上部的伺服电机的主轴相连接，所述主轴上设有扭矩传感器，所述伺服电机通过电机后座与固定在试验台上的电机支架连接，所述的伺服电机与控制器通信连接。

为了控制排水条件，所述排水孔上设有排水孔开关。

所述杠杆加载装置上设有检验杠杆架平衡的平衡检测装置。

所述平衡检测装置为固定在平衡支架上的平衡刻度盘和与平衡刻度盘相配合的固定在杆架上的平衡指针。

为防止土样从排水孔伴随水流出，试样腔内壁贴有滤纸。

本实用新型提供的测定粘土粘附性的装置，结构简单，操作方便，能够测量在不同压力、剪切速度和固结度条件下粘土的粘附性，考虑了排水条件对粘土的粘附性的影响，该装置的底座上面设有试样腔，试样腔横截面为圆形，试样腔外部设有位移计支架，位移计支架上可固定位移计，测定粘土的固结沉降量。为了控制排水条件，该试样腔的周围布设排水孔，试验腔内壁铺设滤纸，防止土样从排水孔伴随水流出。每个排水孔安装一个阀门，控制排水条件。底座下部连接杠杆的一端，通过另一端悬挂不同重量的砝码，控制作用于试样腔中土样上部的压力。土样上部有压板对土样施加压力，压板上部与伺服式电机连接，且压板可拆卸更换。电机能够以不同的恒速转动，电机上装有扭矩传感器，能够实时测定电机的扭矩值。