[实用新型]一种可用于路基填料的高精度土壤膨胀仪

说明书

本实用新型涉及一种可用于路基填料的高精度土壤膨胀仪，包括双层试验筒、加载架、试验筒顶板环、试验筒底板、位移量测装置、力传感器、含水率量测装置、多孔顶板套装、单自由度铁环，其特征在于试验筒顶板环安装于双层试验筒上方，试验筒底板安装于双层试验筒下方，多孔顶板套装安装于试样顶部，单自由度铁环置于双层试验筒内部，位移量测装置安装在试验筒顶板环上并与多孔顶板接触，张力计触头埋置于试样内部组成基本模块，将基本模块置于所述加载架上并与力传感器集成则可进行膨胀力实验以及载荷膨胀试验，本实用新型的目的在于进行控制含水率的土壤以及填料膨胀试验，并对实验结果进行更精确的测量输出。

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程土工试验技术领域，具体涉及一种可用于路基填料的高精度土壤膨胀仪，适用于测试不同颗粒级配的填料以及土壤在不同含水率控制以及上覆荷载控制下的过程膨胀量。

背景技术

膨胀土是在自然地质变迁中形成的一种多裂隙、易风化、显著涨缩、反复破坏的特殊性粘土，其粘粒成分主要由亲水性矿物蒙脱石和伊利石组成，对环境的湿热变化敏感，土体遇水极易破坏。我国是世界上膨胀性岩土分布最广的的国家之一，已经查明全国26个省市自治区都有区域性膨胀岩土的分布。膨胀土给工程建设带来的危害，既表现在地表建筑物上，也反映在地下工程中。它不仅包括铁路、公路、渠道的所有边坡、路面和基床，也包括房屋基础、地坪，同时包括地下硐室及隧道围岩、衬砌，甚至还包括这些工程中所采用的稳定性措施。膨胀土对工程的破坏作用具有多次反复性和长期潜在的危险性，我国的铁路工程诸如南昆线、京九线、西南线等铁路干线都不同程度的出现过膨胀土路基病害问题，正因如此，铁路工程界在总结膨胀土地区修建铁路的经验时，提出“逢堑必滑、无堤不塌”的说法。

目前使用的传统WZ-2型膨胀仪体积较小，采用直径58mm、高20mm环刀试样，在利用该仪器进行膨胀试验之前需要对散体试样进行筛分处理、对整体块状试样进行打磨修整处理，试验过程复杂，对原土体结构扰动过大。因此该种膨胀仪适用范围有限，数据精确度不足。同时由于该种膨胀仪在试验过程中需要将仪器浸没在水槽中，因此只能够测量土体饱和状态下的膨胀率，但实际工程建设中的路基填料以及地基土往往因为施作的防排水措施并未达到饱和状态，故得到的试验结果与实际情况不符。

除WZ-2以外另一种常用的粗颗粒浸水膨胀仪采用了CBR试验筒作为仪器主体，该仪器试验所采用的试样尺寸为直径151mm、高116mm的圆柱体试样，其尺寸充分考虑了路基填料可能遇到的粒径较大的颗粒。根据现行的JTG E40-2007《公路土工试验规程》以及TB10102-2010《铁路工程土工试验规程》规定该种浸水膨胀试验装置所采用的填料试样颗粒最大不能超过20mm或40mm。但该装置采用的供水方式依然为将装置浸没在水中，令水通过仪器底部的多孔底板以及顶部的多孔顶板进入试样，因此仅能进行土体饱和状态下的膨胀试验。并且由于该设备供水方式由顶部及底部向试样中渗透，若试样渗透性较差则会导致试样膨胀变化在高度方向的膨胀时间分布不均匀。

实用新型内容

针对以上试验设备的不足，本实用新型提出一种可用于路基填料的高精度土壤膨胀仪，能够在考虑实际土壤及填料试样的在不同含水率阶段的膨胀量大小的同时能够解决由于试样体量较小面临的填料粒径过大必须进行筛分从而导致的破坏原装土体结构以及填料级配的问题。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题。

一种可用于路基填料的高精度土壤膨胀仪，包括双层试验筒、加载架、试验筒顶板环、试验筒底板、位移量测装置、力传感器、含水率量测装置、多孔顶板套装、单自由度铁环，其特征在于具体结构和连接关系为：所述试验筒顶板环安装于双层试验筒上方，试验筒底板安装于所述双层试验筒下方；所述单自由度铁环置于所述双层试验筒内部，进行试验时试样则安放于所述单自由度铁环内部，张力计触头埋置于试样内部。

所述多孔顶板套装安装于试样顶部，位移量测装置安装在所述试验筒顶板环上并与所述多孔顶板接触，构成了本实用新型的基本试验模块。