[实用新型]一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置

说明书

一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，包括用于模拟温湿度风速状况的外圈容器；用于施加侧向压力多腔覆膜结构的环状内圈容器，内圈容器内部形成的开敞区域设置有下透水板；下透水板上方设置有试样，试样顶面从下到上依次设置有上透水板、加压基座及顶盖，顶盖的下端面设置有多个无荷状态位移传感器，加压基座上端面与外部加压机构相连，加压基座上设置有压力传感器和有荷状态位移传感计，外圈容器内壁设置有温湿度风速传感器，试样周围设置有含水率传感器；各类传感器、位移计、摄像头与多通道数据采集仪连接；本实用新型还公开对应试验方法；更加全面的评价细粒土在不同干湿循环条件下，土体固结性胀缩性的变化；提高试验效率、灵活度、适用性及精确度。

技术领域

本实用新型涉及岩土力学与工程领域，具体涉及一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置及其试验方法，适用但不限于研究各种类型土的固结、胀缩及干湿循环特性。

背景技术

细粒土由于含水率增加面发生体积增大的性能，称膨胀性；由于土中失去水分而体积缩小的性能，称收缩性。细粒土中含水率的增加与减小主要是由外部因素引起的，如降水、地表水与地下水的变化、气温及湿度的变化等。细粒土的胀缩性对工程建筑物的影响很大，土体的膨胀和收缩不仅降低了土体的强度，面且引起土体变形，导致建筑物的毁坏。由细粒土所组成的斜坡，常因土体的膨胀发生滑坡，给工程带来危害。因此，研究细粒土的胀缩性在工程实践中有重要意义。在工程施工中，建造在含水量保持不变的膨胀土上的构造物不会遭受由胀缩而引起的破坏。当土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。含水量的轻微变化，仅1％～2％的量值，就足以引起有害的膨胀。深入了解细粒土的胀缩特性是解决细粒土胀缩导致的工程问题的关键。细粒土的胀缩性受其固结程度和干湿循环变化情况的影响很大，研究不同干湿循环条件下细粒土的固结和胀缩是了解细粒土胀缩性的关键。

目前相关的试验装置，都存在以下缺点：

(1)本实用新型的细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，前细粒土的固结试验、膨胀试验、收缩试验及干湿循环试验均是在不同的试验设备中单独完成，试验与试验之间并不连续，且需要反复的取样装样，多次扰动土体，试验结果误差较大；

(2)目前细粒土的膨胀试验只测量膨胀过程中试样垂直方向的变化，并不测量水平方向的变化；

(3)目前细粒土的收缩试验，大多只测量土体垂直方向上的收缩，不能测量土体收缩过程中的实时体积变化；

(4)目前细粒土的胀缩试验装置大多不能调节侧向压力的大小，不能模拟不同工程条件下土体的不同应力状态。因此，有必要设计一种高效的细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，系统的完成细粒土的固结胀缩及干湿循环试验，测得不同干湿循环条件下土体的固结性及胀缩性，从而为细粒土的胀缩性研究提供进一步的支持。

实用新型内容

为解决现有技术的不足或缺点，本实用新型提供一种高效的细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置。其将固结试验、膨胀试验、收缩试验及干湿循环试验在同一装置中完成，较全面的反应不同干湿循环条件下土体的固结性和胀缩性变化，避免重复试验，节约试验时间，减少试验过程中对土体的扰动，且能控制土体的侧向压力，实时测量土体垂直和水平方向的体积变化。

为了实现上述目的，本实用新型涉及：一种细粒土固结胀缩及干湿循环一体试验装置，包括用于模拟温湿度风速状况的外圈容器；外圈容器为空腔结构且设有带一号阀门的进风管和带二号阀门的出风管，进风管与温湿度风速控制器相连，所述外圈容器内部底面上设有用于施加侧向压力的环状内圈容器，内圈容器内部形成的开敞区域设置有下透水板；下透水板上方设置有试样，试样顶面从下到上依次设置有上透水板、压盖板、加压基座及顶盖，顶盖的下端面设置有多个无荷状态位移传感器(包括一号位移传感器、二号位移传感器、三号位移传感器、四号位移传感器)，加压基座上端面与外部加压机构相连，加压基座上设置有压力传感器和有荷状态位移传感计，外圈容器内壁设置有温湿度风速传感器，试样周围设置有含水率传感器，传感器、位移计、摄像头与多通道数据采集仪连接，多通道数据采集仪信号通过数据线连接计算机处理系统；