[发明专利]一种适用于测试土体在水循环渗透作用下力学特性的三轴装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种适用于测试土体在水循环渗透作用下力学特性的三轴装置及使用方法，所述的装置包括三轴压力室、上部横梁、水平仪、底座、底部控制器及螺纹支撑杆；所述的上部横梁上设有水平仪，所述的上部横梁通过螺纹支撑杆与底部控制器固定连接；所述的上部横梁可根据水平仪通过调节螺纹支撑杆来控制平衡与接触；所述的底部控制器上设有底座，所述的底部控制器可控制底座的升降；所述的三轴压力室包括测试系统和土样的水循环系统；所述的三轴压力室整体呈启气密闭，所述的装置可以对待测土样进行水循环，然后测定水循环之后土样的力学性能。本发明结构简单、操作方便，试验结果真实可靠。

技术领域

本发明属于岩土工程土壤性质测试装置领域，具体涉及一种适用于测试土体在水循环渗透作用下力学特性的改进三轴装置。

背景技术

海砂因受到海浪拍打和回退作用，造成土体内颗粒迁移，导致土体内部结构发生改变，从而影响土体的力学性能。而这样的侵蚀作用会造成一些地质灾害，如滑坡，天坑。因此对于在海工建筑物而言，研究土壤在水循环渗透作用下的侵蚀作用显得尤为重要。

三轴装置是目前岩土工程界测量各类土力学剪切性质的主流装置。而现有的三轴装置不适用于模拟水循环作用，且不能将土样受到水循环渗透作用和测量土样的力学性质整合起来。那么亟需一种改进的三轴装置来测试水循环作用对不同级配的天然砂的强度和变形特性的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于测试土体在水循环渗透作用下力学特性的改进三轴装置，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于测试土体在水循环渗透作用下力学特性的三轴装置，包括三轴压力室、上部横梁、水平仪、底座、底部控制器及螺纹支撑杆；所述的上部横梁上设有水平仪，所述的上部横梁通过螺纹支撑杆与底部控制器固定连接；所述的上部横梁可根据水平仪通过调节螺纹支撑杆来控制平衡与接触；所述的底部控制器上设有底座，所述的底部控制器可控制底座的升降；所述的三轴压力室由两端开口内部中空的压力室外筒、压力室底板和压力室顶盖构成，所述的压力室顶盖上设有排气口一，所述的压力室底板上设有进液口一；所述的三轴压力室内对称布置有上试样帽和下试样帽，所述的上试样帽和下试样帽之间构成待测土样的容置空间；所述的上试样帽上设有进水口一和流通通道一，所述的下试样帽上设有进水口二和流通通道二，所述的上试样帽和下试样帽相对的端面分别设有喷孔一和喷孔二；所述的喷孔一通过流通通道一与进水口一连通，所述的进水口一通过外接上水管与上水箱连通，所述的上水箱底部设有出液口二，顶部设有排气口二；所述的喷孔二通过流通通道二与进水口二连通，所述的进水口二通过外接下水管与下水箱连通，所述的下水管与所述的下水箱之间依次设有流量阀门、抽水泵及流量计，所述的下水箱上设有进液口三和排气口三，所述的排气口三外接抽气泵；所述的上试样管上设有试样盖，所述的上部横梁和所述的上试样管之间设有压力传感器，所述的压力传感器贯穿所述的压力室顶盖和试样盖与所述的上试样帽接触；所述的上部横梁与所述的压力传感器之间设有位移传感器，所述的位移传感器一端固定在所述的上部横梁上，另一端与所述的压力传感器固接；所述的三轴压力室整体呈启气密闭。

进一步，所述的上部横梁底部自上而下依次固定有垫块和顶珠，所述的压力传感器与所述的顶珠对中接触。

进一步，所述的上试样帽与所述的待测土样之间设有滤网一，所述的下试样帽与所述的待测土样之间设有滤网二，所述的滤网一和滤网二的孔径小于待测土样的直径。

本发明还提供了一种适用于测试土体在水循环渗透作用下力学特性的三轴装置的使用方法，具体步骤如下：

S1：在所述的三轴压力室中自下而上依次布置有滤网二、下试样帽、用橡胶膜包裹的待测土样、滤网一及上试样帽，并保证所述上试样帽的喷孔一与所述下试样帽的喷孔二相对，且通过橡胶膜将上试样膜及下试样膜构成的整体密封，绑好牛筋；然后安装好整个三轴装置，确保三轴压力室整体呈气密闭，并通过水平仪进行调平；