專利名稱：側(cè)向變形控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于土工試驗數(shù)據(jù)采集側(cè)向變形控制的一種裝置，具體說是
一種靜止側(cè)壓力儀的側(cè)向變形控制器。
背景技術(shù)：
土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K。是土體在無側(cè)向變形條件下，側(cè)向有效應(yīng)力與軸向有效應(yīng) 力之比。K。系數(shù)是土壓力計算不可缺少的參數(shù)之一。目前K。系數(shù)的取得是使用靜止側(cè)壓 力儀通過試驗獲得。靜止側(cè)壓力儀內(nèi)的橡膠圈用來控制土體原狀試樣的側(cè)向有效壓力。由 于原狀試樣直徑與橡膠圈一致，安裝土樣時土體側(cè)面與橡膠圈的側(cè)壁易產(chǎn)生摩擦，而測定 側(cè)向應(yīng)力時由于橡膠圈與土的試樣之間的凹隙而存在空氣，造成試驗中獲得的K。值偏小， 數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種側(cè)向變形控制器，該控制器能消除靜止 側(cè)壓力儀安裝土樣時橡膠圈與土樣產(chǎn)生摩擦，測量側(cè)向應(yīng)力時橡膠圈與土樣之間存在間隙 的缺陷，使K。數(shù)據(jù)更為客觀、真實。 本實用新型采用以下技術(shù)方案 —種側(cè)向變形控制器，包括油缸，油缸內(nèi)設(shè)可來回移動的活塞，油缸活塞桿還連接 注液筒活塞桿，注液筒頭部連接多通接頭，所述多通接頭另連接第一壓力表、輸水管和連接管。 優(yōu)選地，所述油缸兩端各設(shè)入口 C、 D，活塞位于兩入口 C、 D之間，該入口 C、 D分別
連接同一液壓系統(tǒng)，形成回路。 優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)包括油箱、與油箱連接的油泵、與油泵連接的換向閥，所述
換向閥設(shè)供油口 P、回油口 0、出油口 A、B，供油口 P與油泵出口連接，回油口 0與油箱連接，
出油口 A與入口 C連接，出油口 B與入口 D連接。 優(yōu)選地，在供油口 P與油泵出口之間設(shè)第二壓力表。 優(yōu)選地，在油泵出口與回油口 0之間設(shè)溢油閥。 優(yōu)選地，在出油口 B與入口 D之間設(shè)調(diào)速閥。 優(yōu)選地，所述多通接頭為四通管接頭，該接頭的一個接口通過外螺紋管接頭與注 液筒連接。 優(yōu)選地，所述第一壓力表為真空壓力表。 優(yōu)選地，所述油缸活塞桿的一端上設(shè)U形接口 ，注液筒活塞桿插入所述U形接口中 間，并通過銷軸鉸接。 優(yōu)選地，所述輸水管的管路上設(shè)有旋塞。 通過液壓系統(tǒng)換向閥的切換，可以驅(qū)使油缸內(nèi)活塞作雙向運動，從而帶動連接在 油缸活塞桿上的注液筒活塞桿的移動。注液筒內(nèi)預(yù)設(shè)初始壓力值，活塞桿的雙向移動會引起水壓的變化，該變化通過連接管傳遞到靜止側(cè)壓力儀的密閉室中，就能控制密閉室中的 橡膠圈的收縮和膨脹。橡膠圈受吸力而膨脹，使土體在安裝時避免側(cè)壁摩擦；橡膠圈受推力 后收縮緊貼土體側(cè)面并排出空氣。使用本實用新型對不同地區(qū)土層進行大量測試，K。值更 逼近真實，克服了軸向有效應(yīng)力與側(cè)向有效應(yīng)力關(guān)系曲線不過坐標(biāo)原點的缺陷。

圖1為本實用新型涉及的側(cè)向變形控制器連接靜止側(cè)壓力儀的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為注液筒的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為油缸的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為液壓系統(tǒng)回路的示意圖。 圖5為試樣進入靜止側(cè)壓力儀密閉室，橡膠圈受吸力膨脹狀態(tài)示意圖。 圖6為測試時橡膠圈受推力后收縮與試樣緊貼的狀態(tài)示意圖。
具體實施方式側(cè)向變形控制器用于控制靜止側(cè)壓力儀內(nèi)的橡膠圈的側(cè)向變形。參見圖1 ，是本實 用新型連接于靜止側(cè)壓力儀的使用狀態(tài)圖。側(cè)向變形控制器包括依次連接的油缸108、注液 筒104和四通管接頭105。油缸108內(nèi)有活塞。油缸活塞桿203和注液筒活塞桿201通過 銷軸204鉸接，見圖2、3，油缸活塞桿203的一端上設(shè)U形接口 209，注液筒活塞桿201插入 U形接口 209中間，并通過銷軸204鉸接。注液筒活塞上有0型密封圈202，以防漏水。注 液筒104另一頭通過外螺紋管接頭103與四通管接頭105連接。四通管接頭105上的另三 個接口分別連接輸水管102、連接管112和真空壓力表111。輸水管102管路上設(shè)旋塞101 開關(guān)，用于控制流入注液筒104、連接管112的凈水；連接管112另一端設(shè)接口，連接靜止側(cè) 壓力儀110的密閉室。輸水管102、連接管112為相同的一種軟管。注液筒104、油缸108 均設(shè)底座106，由外六角螺絲107固定。 見圖3，油缸108包括前、后密封蓋206、208，缸體，油缸活塞和活塞桿，前密封蓋 206與活塞桿之間還有V型橡膠夾布密封圈207。前、后密封蓋206、208都是通過內(nèi)六角螺 釘205連接于缸體上。油缸活塞把油缸108分為兩個封閉腔，每個封閉腔各設(shè)有一入口 ，分 別為入口 C和入口 D，兩入口與同一液壓系統(tǒng)連接，形成回路。液壓回路如圖4所示，包括油 箱301，與油箱301管道連接的濾油器302，與濾油器302管道連接的油泵303，第二壓力表 305，彈簧式三位四通換向閥307。在油泵303出口與換向閥307之間上設(shè)溢油閥304，油泵 打出的過多的油可流回油箱301。三位四通換向閥307上設(shè)供油口 P、回油口 0、出油口 A、 B，其中供油口 P與油泵303出口連接，還有第二壓力表305設(shè)在它們連接的管道上，監(jiān)測油 壓；回油口 0通過管路連接到油箱301 ;出油口 A與油缸入口 C連接；出油口 B通過調(diào)速閥 308與油缸另一入口 D連接。由此可見，通過推動換向閥307上的手動杠桿306，可變換閥 上各油口之間的連通和切斷狀態(tài)。這樣，既能從入口 C輸油，又能從入口 D輸油，使油缸活 塞來回移動。因此，油缸實為雙向油缸。 連接管連接靜止側(cè)壓力儀的密閉室，負(fù)責(zé)把壓力傳遞到密閉室中，從而實現(xiàn)橡膠 圈的收縮與膨脹。密閉室下設(shè)透水石403，試樣測試時受壓排出試樣中的水。真空壓力表可 反映密閉室內(nèi)壓力，通過該表的讀數(shù)，來控制手動杠桿操作。[0025] 本實用新型的使用如下 1)預(yù)備狀態(tài) 接通電源，電動機帶動油泵303運轉(zhuǎn)，旋開旋塞101，凈水經(jīng)過輸水管102與透明注 液筒104連通，將手動杠桿306向左推，見圖4，此時換向閥供油口 P與出油口 B導(dǎo)通，回油 口 0與出油口 A導(dǎo)通。油箱301的油一通過濾油器302 —進入油泵303 —經(jīng)過供油口 P、出 油口 B —通過調(diào)速閥308 —到達入口 D —進入油缸108，隨著油量增加，油缸活塞右移，帶動 透明注液筒活塞桿201 —起右移(在圖1所示為遠離四通管接頭105方向)，觀測透明注液 筒104上的刻度，使活塞處于刻度中間，操作手動杠桿306，換向閥307中各油口斷開，油缸 108處于停止，關(guān)閉旋塞101。 2)活塞右移產(chǎn)生吸力，橡膠圈109膨脹 將手動杠桿306向左推，此時換向閥供油口 P與出油口 B導(dǎo)通，回油口 O與出油口 A導(dǎo)通。油箱301的油一通過濾油器302 —進入油泵303 —經(jīng)過供油口 P、出油口 B —通過 調(diào)速閥308 —到達入口 D —進入油缸108，隨著油量增加，油缸活塞右移，而油缸活塞另一邊 密封腔內(nèi)的油，通過出油口 A、回油口 0，回到油箱301 ;而注液筒104內(nèi)的水產(chǎn)生吸力通過 連接管112傳遞到靜止側(cè)壓力儀IIO密閉室內(nèi)，使橡膠圈109膨脹，根據(jù)真空壓力表111上 數(shù)值，操縱手動杠桿306使油缸108處于停止?fàn)顟B(tài)。見圖5，施加壓力，通過壓塊401把試樣 402壓到橡膠圈109中間，試樣402無摩擦安裝完成。 [OOSO] 3)活塞左移產(chǎn)生推力，橡膠圈109收縮 將手動杠桿306向右推進，此時換向閥供油口 P與出油口 A導(dǎo)通，回油口 O與出 油口 B導(dǎo)通。油箱301內(nèi)的油一通過濾油器302 —進入油泵303 —經(jīng)過供油口 P、出油口 A —到達入口 C —進入油缸108，隨著油量增加，不斷推動油缸活塞桿203左移(即靠近四 通管接頭105的方向)，而油缸活塞另一邊密封腔內(nèi)的油，通過出油口 B、回油口 0，回到油箱 301 ;油缸活塞桿203通過銷軸204把壓力傳遞到注液筒104內(nèi)，再由注液筒活塞桿201通 過連接管112推進到靜止側(cè)壓力儀110密閉室內(nèi)，消除橡膠圈109與試樣402側(cè)壁之間空 氣，使橡膠圈109與試樣402密閉。根據(jù)真空壓力表111上數(shù)值，操縱手動杠桿306使油缸 108處于停止?fàn)顟B(tài)。見圖6，這時土工試驗施加軸向應(yīng)力得到的側(cè)向應(yīng)力為最佳，K。數(shù)據(jù)也 最為真實，達到本實用新型的目的。 本實用新型通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動油缸內(nèi)活塞雙向移動，從而帶動注液筒中的活塞桿 跟隨運動，注液筒中的凈水產(chǎn)生的壓力傳遞到靜止側(cè)壓力儀的密閉室中，使橡膠圈收縮和 膨脹。橡膠圈受吸力膨脹時，土體在安裝時避免側(cè)壁摩擦；橡膠圈受推力收縮后緊貼土體側(cè) 面并排出空氣。保證了側(cè)壓力系數(shù)K。的準(zhǔn)確。
權(quán)利要求一種側(cè)向變形控制器，包括油缸(108)，其特征是油缸(108)內(nèi)設(shè)可來回移動的活塞，油缸活塞桿(203)還連接注液筒活塞桿(201)，注液筒(104)頭部連接多通接頭，所述多通接頭另連接第一壓力表、輸水管(102)和連接管(112)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)向變形控制器，其特征是所述油缸(108)兩端各設(shè)入口 C、D，活塞位于兩入口 C、D之間，該入口 C、D分別連接同一液壓系統(tǒng)，形成回路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)向變形控制器，其特征是所述液壓系統(tǒng)包括油箱(301)、 與油箱(301)連接的油泵(303)、與油泵(303)連接的換向閥(307)，所述換向閥(307)設(shè) 供油口P、回油口0、出油口A、B，供油口P與油泵(303)出口連接，回油口O與油箱(301)連 接，出油口 A與入口 C連接，出油口 B與入口 D連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)向變形控制器，其特征是在供油口P與油泵(303)出口 之間設(shè)第二壓力表(305)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)向變形控制器，其特征是在油泵(303)出口與回油口O之 間設(shè)溢油閥(304)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)向變形控制器，其特征是在出油口 B與入口 D之間設(shè)調(diào) 速閥(308)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)向變形控制器，其特征是所述多通接頭為四通管接頭 (105)，該接頭的一個接口通過外螺紋管接頭(103)與注液筒(104)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)向變形控制器，其特征是所述第一壓力表為真空壓力表 (111)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)向變形控制器，其特征是所述油缸活塞桿(203)的一端 上設(shè)U形接口 (209)，注液筒(104)活塞桿插入所述U形接口 (209)中間，并通過銷軸(204)鉸接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)向變形控制器，其特征是所述輸水管(102)的管路上設(shè) 有旋塞(101)。
專利摘要本實用新型公開了一種側(cè)向變形控制器，包括油缸，油缸內(nèi)設(shè)可來回移動的活塞，油缸活塞桿還連接注液筒活塞桿，注液筒頭部連接多通接頭，所述多通接頭另連接第一壓力表、輸水管和連接管。通過液壓系統(tǒng)換向閥的切換，可以驅(qū)使油缸內(nèi)活塞作雙向運動，從而帶動注液筒活塞桿的移動。注液筒內(nèi)預(yù)設(shè)初始壓力值，活塞桿的雙向移動會引起水壓的變化，該變化通過連接管傳遞到靜止側(cè)壓力儀的密閉室中，就能控制密閉室中的橡膠圈的收縮和膨脹。橡膠圈受吸力而膨脹，使土體在安裝時避免側(cè)壁摩擦；橡膠圈受推力后收縮緊貼土體側(cè)面并排出空氣。使用本實用新型對不同地區(qū)土層進行大量測試，K0值更逼近真實，克服了軸向有效應(yīng)力與側(cè)向有效應(yīng)力關(guān)系曲線不過坐標(biāo)原點的缺陷。
文檔編號G01N33/24GK201488993SQ20092020770
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者馮蓓蕾, 張 成, 張震宇, 成利民, 胡建平, 鈕建定, 陳智勇, 黃國弟 申請人:中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司;中交三航院勘察工程有限公司