專利名稱：一種便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膨脹性巖石試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備。
技術(shù)背景
膨脹巖是指能與水發(fā)生物理化學(xué)作用而引起含水量增加、體積增大的巖石，對(duì)其膨脹性進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試是巖土工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作。巖石膨脹性試驗(yàn)主要包括膨脹率試驗(yàn)和膨脹力試驗(yàn)，膨脹率試驗(yàn)是測(cè)量膨脹巖遇水后軸向變形的膨脹率，膨脹力試驗(yàn)是測(cè)量膨脹巖遇水后變形趨勢(shì)被約束的軸向膨脹力。
現(xiàn)有膨脹性試驗(yàn)設(shè)備主要有實(shí)驗(yàn)室用的固結(jié)儀，將現(xiàn)場(chǎng)采集的膨脹巖試樣，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分別進(jìn)行膨脹率和膨脹力試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室用的固結(jié)儀利用安裝在試樣上部的垂直千分表，測(cè)取膨脹巖遇水后的軸向變形量，以求得膨脹率；利用儀器加載橫梁懸掛砝碼并通過(guò)杠桿原理對(duì)試樣施加軸向荷載以約束其膨脹變形趨勢(shì)，記錄所施加荷載以求得膨脹力?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室固結(jié)儀結(jié)構(gòu)笨重、體型較大，便攜性差，只適宜在實(shí)驗(yàn)室使用；而且，巖石膨脹性與初始含水量關(guān)系密切，現(xiàn)場(chǎng)采集的試樣再拿到實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，會(huì)增加試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)誤差。
現(xiàn)有膨脹性試驗(yàn)設(shè)備也有現(xiàn)場(chǎng)使用的性能單一的試驗(yàn)儀，主要有測(cè)試巖石膨脹率的膨脹率試驗(yàn)儀和測(cè)試巖石膨脹力的膨脹壓力試驗(yàn)儀。膨脹率試驗(yàn)儀由上部開口的盒狀試驗(yàn)倉(cāng)、測(cè)試桿和千分表組成，通過(guò)試樣上部安裝的千分表讀取試樣軸向變形量，以求得膨脹率。膨脹壓力試驗(yàn)儀由試驗(yàn)倉(cāng)、反力鋼架、螺紋軸力柱和壓力表組成，通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)安裝在反力鋼架上的螺紋軸力柱約束試樣軸向膨脹變形，并由壓力表讀取膨脹力數(shù)據(jù)。現(xiàn)有膨脹率試驗(yàn)儀和膨脹壓力試驗(yàn)儀都具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，但是，前者只能進(jìn)行巖石膨脹率試驗(yàn)，而后者則只能進(jìn)行膨脹壓力試驗(yàn)，存在功能單一、適用性有限的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有巖石膨脹性試驗(yàn)設(shè)備存在的問(wèn)題，本發(fā)明推出便攜式多功能的巖石膨脹試驗(yàn)儀，其目的在于，將壓力傳感器、位移傳感器設(shè)置在由上下兩部分組成并通過(guò)凹、凸卡槽接合的圓柱狀試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，壓力傳感器和位移傳感器分別通過(guò)壓力柱和位移柱連接試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)土工環(huán)刀采集的膨脹巖試樣，以實(shí)現(xiàn)在采樣現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)測(cè)量膨脹巖試樣的膨脹率和膨脹力。
本發(fā)明涉及的便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀包括試驗(yàn)倉(cāng)、壓力傳感器、位移傳感器、壓力柱、位移柱、土工環(huán)刀、護(hù)環(huán)，試驗(yàn)倉(cāng)為上部試驗(yàn)倉(cāng)和下部試驗(yàn)倉(cāng)對(duì)接而成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，壓力傳感器、位移傳感器、壓力柱、位移柱、土工環(huán)刀和護(hù)環(huán)設(shè)置在試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)。
對(duì)接試驗(yàn)倉(cāng)的上部試驗(yàn)倉(cāng)和下部試驗(yàn)倉(cāng)為各有一端口的圓筒體，兩者的內(nèi)徑和外徑相等，上部試驗(yàn)倉(cāng)的下端口和下部試驗(yàn)倉(cāng)的上端口分別設(shè)置了凹、凸卡槽，兩端口處的凹、凸卡槽相互吻合并可轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)接。對(duì)接后，上部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽的外端口和下部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽的內(nèi)端口平齊，上部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽的內(nèi)端口和下部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽的外端口平齊。
上部試驗(yàn)倉(cāng)的上頂設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的注水孔，下部試驗(yàn)倉(cāng)上部側(cè)壁設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的溢水孔。
上部試驗(yàn)倉(cāng)的上頂外側(cè)設(shè)置氣泡式水平尺，水平尺設(shè)在上部試驗(yàn)倉(cāng)外頂面中心處預(yù)設(shè)的圓形淺槽內(nèi)，試驗(yàn)前應(yīng)使氣泡居中，以保證試驗(yàn)倉(cāng)水平放置。
上部試驗(yàn)倉(cāng)的上頂外側(cè)設(shè)置選擇開關(guān)，選擇開關(guān)與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器和位移傳感器通過(guò)控制電路連接。
壓力傳感器和位移傳感器設(shè)置在上部試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)。壓力傳感器為圓柱狀，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)頂面的中心。位移傳感器位于上部試驗(yàn)倉(cāng)側(cè)壁與壓力傳感器之間的空隙中，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)的內(nèi)側(cè)壁，位移傳感器伸出的感知位移的位移桿豎直向下。壓力傳感器下部的接觸面和位移傳感器位移桿下端與上部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽的內(nèi)端口平齊。
土工環(huán)刀為一端帶刃的不銹鋼薄壁圓環(huán)刀具，用于現(xiàn)場(chǎng)采集膨脹巖試樣，所采集的柱狀膨脹巖試樣置于環(huán)刀的內(nèi)側(cè)。
土工環(huán)刀下端置于下部試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)底部的護(hù)環(huán)內(nèi)。護(hù)環(huán)為圓筒形，用于安置土工環(huán)刀及其采集的膨脹巖試樣，護(hù)環(huán)下端固定在下部試驗(yàn)倉(cāng)的下底內(nèi)。護(hù)環(huán)內(nèi)徑略大于土工環(huán)刀外徑，土工環(huán)刀及采集的膨脹巖試樣嵌入護(hù)環(huán)內(nèi)達(dá)到緊密配合。
下端置于護(hù)環(huán)內(nèi)的土工環(huán)刀上下兩側(cè)設(shè)置透水石，透水石的直徑與土工環(huán)刀內(nèi)徑相同。底部透水石置于護(hù)環(huán)內(nèi)，底部透水石的上面是土工環(huán)刀，土工環(huán)刀的上面是頂部透水石。土工環(huán)刀的上部和頂部透水石的下部由圓形導(dǎo)環(huán)連接，導(dǎo)環(huán)環(huán)繞在土工環(huán)刀上部和頂部透水石下部的外側(cè)。頂部透水石的上面放置壓力柱或者位移柱，壓力柱和位移柱為選擇性部件，進(jìn)行膨脹率試驗(yàn)時(shí)選用位移柱，進(jìn)行膨脹力試驗(yàn)時(shí)則選用壓力柱。
壓力柱為短圓柱狀剛體結(jié)構(gòu)，放置在頂部透水石上，其上端面與下部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽外端口平齊。壓力柱的軸心與頂部透水石下面土工環(huán)刀內(nèi)膨膨脹巖試樣的軸心在同一條軸線上。
位移柱由圓形鋼板及其上表面一側(cè)焊接的小圓柱構(gòu)成，小圓柱外徑小于設(shè)置位移傳感器的上部試驗(yàn)倉(cāng)側(cè)壁與壓力傳感器之間空隙的寬度。位移柱的整體高度與壓力柱一致，位移柱小圓柱的上端面與下部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽外端口平齊。
上部試驗(yàn)倉(cāng)側(cè)壁與壓力傳感器之間的空隙處設(shè)置集線盒，集線盒內(nèi)設(shè)置控制電路，控制電路連接上部試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器和位移傳感器，控制電路連接上部試驗(yàn)倉(cāng)上頂外側(cè)設(shè)置的選擇開關(guān)和上部試驗(yàn)倉(cāng)側(cè)壁外部設(shè)置的讀數(shù)接口。讀數(shù)接口用于從外部插入專門的讀數(shù)儀，讀取壓力傳感器和位移傳感器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明進(jìn)行膨脹性試驗(yàn)時(shí)，將土工環(huán)刀連同內(nèi)部的膨脹巖試樣插入下部試驗(yàn)倉(cāng)底部的護(hù)環(huán)內(nèi)并置于底部透水石之上，土工環(huán)刀上面放置頂部透水石，頂部透水石的上面再放置壓力柱或者位移柱。頂部透水石的上面放置壓力柱還是位移柱，要根據(jù)不同的膨脹試驗(yàn)?zāi)Ｊ酱_定。測(cè)量膨脹力的膨脹力試驗(yàn)?zāi)Ｊ较拢敳客杆纳厦娣胖脡毫χ?；測(cè)量膨脹率的膨脹率試驗(yàn)?zāi)Ｊ较拢敳客杆纳厦娣胖梦灰浦?。放置壓力柱或者位移柱后，將上部試?yàn)倉(cāng)和下部試驗(yàn)倉(cāng)設(shè)置凹、凸卡槽的端口對(duì)準(zhǔn)并旋轉(zhuǎn)，使試驗(yàn)倉(cāng)成為一體。上部試驗(yàn)倉(cāng)和下部試驗(yàn)倉(cāng)結(jié)合為一體時(shí)，內(nèi)部的壓力柱的上頂面正好與壓力傳感器的下表面緊貼，或者內(nèi)部的位移柱上端的凸起部位正好與位移傳感器下部設(shè)置的位移桿緊貼。
上部試驗(yàn)倉(cāng)和下部試驗(yàn)倉(cāng)結(jié)為一體后，調(diào)整上部試驗(yàn)倉(cāng)上頂外側(cè)設(shè)置的選擇開關(guān)，控制其工作狀態(tài)與相應(yīng)膨脹試驗(yàn)?zāi)Ｊ揭恢?。然后，從設(shè)在上部試驗(yàn)倉(cāng)頂部的注水孔向試 驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)注水，所注的水到下部試驗(yàn)倉(cāng)兩側(cè)的溢水孔位置后會(huì)自動(dòng)溢出，以保證試驗(yàn)水位合 適。進(jìn)行膨脹力試驗(yàn)時(shí)，試樣吸水膨脹產(chǎn)生的軸向膨脹力通過(guò)壓力柱傳遞給壓力傳感 器，并被從讀數(shù)接口外部插入的讀數(shù)儀讀取和記錄下來(lái)。進(jìn)行膨脹率試驗(yàn)時(shí)，試樣吸水膨脹產(chǎn)生的軸向位移通過(guò)位移柱傳遞給位移傳感 器，并被從讀數(shù)接口外部插入的讀數(shù)儀讀取和記錄下來(lái)。本發(fā)明涉及的便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)緊湊、體型小、重量輕，現(xiàn)場(chǎng)使用方便； 既能進(jìn)行膨脹率試驗(yàn)，又能進(jìn)行膨脹力試驗(yàn)，在巖土工程領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀總體外觀示意圖2為膨脹力試驗(yàn)?zāi)Ｊ较聨r石膨脹試驗(yàn)儀剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為膨脹率試驗(yàn)?zāi)Ｊ较聨r石膨脹試驗(yàn)儀剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記說(shuō)明
1、上部試驗(yàn)倉(cāng)2、讀數(shù)接口3、凸卡槽
4、凹卡槽5、溢水孔6、下部試驗(yàn)倉(cāng)
7、注水孔8、水平尺9、選擇開關(guān)
10、集線盒11、線路孔12、壓力傳感器
13、位移傳感器14、位移桿15、壓力柱
16、頂部透水石 17、濾紙18、底部透水石
19、導(dǎo)環(huán)20、土工環(huán)刀21、膨脹巖試樣
22、護(hù)環(huán)23、位移柱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1顯示本發(fā)明涉及的巖石膨 脹試驗(yàn)儀總體外觀，圖2顯示本發(fā)明涉及的膨脹力試驗(yàn)?zāi)Ｊ较聨r石膨脹試驗(yàn)儀剖面結(jié)構(gòu)， 圖3顯示本發(fā)明涉及的膨脹率試驗(yàn)?zāi)Ｊ较聨r石膨脹試驗(yàn)儀剖面結(jié)構(gòu)。實(shí)施例一
如圖1和圖2所示，在膨脹力試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，本發(fā)明涉及的巖石膨脹試驗(yàn)儀包括試驗(yàn)倉(cāng)、 壓力傳感器12、位移傳感器13、壓力柱15、土工環(huán)刀20、護(hù)環(huán)22，試驗(yàn)倉(cāng)為上部試驗(yàn)倉(cāng)1和 下部試驗(yàn)倉(cāng)6對(duì)接而成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，其中，壓力傳感器12、位移傳感器13、壓力柱15、土工 環(huán)刀20和護(hù)環(huán)22設(shè)置在試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)。對(duì)接試驗(yàn)倉(cāng)的上部試驗(yàn)倉(cāng)1和下部試驗(yàn)倉(cāng)6為各有一端口的圓筒體，兩者的內(nèi)徑 和外徑相等，上部試驗(yàn)倉(cāng)1的下端口和下部試驗(yàn)倉(cāng)6的上端口分別設(shè)置了凹、凸卡槽，兩端 口處的凹卡槽4和凸卡槽3相互吻合并可轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)接。對(duì)接后，上部試驗(yàn)倉(cāng)1下端口卡槽的 外端口和下部試驗(yàn)6倉(cāng)卡槽的內(nèi)端口平齊，上部試驗(yàn)倉(cāng)1下端口卡槽的內(nèi)端口和下部試驗(yàn) 倉(cāng)卡槽6的外端口平齊。上部試驗(yàn)倉(cāng)1的上頂設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的注水孔7，下部試驗(yàn)倉(cāng)6上部側(cè)壁設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的溢水孔5。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1的上頂外側(cè)設(shè)置氣泡式水平尺8，水平尺8設(shè)在上部試驗(yàn)倉(cāng)1外頂面中心處預(yù)設(shè)的圓形淺槽內(nèi)，試驗(yàn)前應(yīng)使氣泡居中，以保證試驗(yàn)倉(cāng)水平放置。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1的上頂外側(cè)設(shè)置選擇開關(guān)9，選擇開關(guān)9與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器 12和位移傳感器13通過(guò)控制電路連接。
壓力傳感器12和位移傳感器13設(shè)置在上部試驗(yàn)倉(cāng)1內(nèi)。壓力傳感器12為圓柱狀，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)1內(nèi)頂面的中心。位移傳感器13位于上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁與壓力傳感器12之間的空隙中，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)1的內(nèi)側(cè)壁，位移傳感器13伸出的感知位移的位移桿14豎直向下。壓力傳感器12下部的接觸面和位移傳感器13的位移桿14 下端與上部試驗(yàn)倉(cāng)1卡槽的內(nèi)端口平齊。
土工環(huán)刀20為一端帶刃的不銹鋼薄壁圓環(huán)刀具，用于現(xiàn)場(chǎng)采集膨脹巖試樣，所采集的柱狀膨脹巖試樣21置于環(huán)刀的內(nèi)側(cè)。
土工環(huán)刀20下端置于下部試驗(yàn)倉(cāng)6內(nèi)底部的護(hù)環(huán)22內(nèi)。護(hù)環(huán)22為圓筒形，用于安置土工環(huán)刀20及其采集的膨脹巖試樣21，護(hù)環(huán)22下端固定在下部試驗(yàn)倉(cāng)6的下底內(nèi)。 護(hù)環(huán)22內(nèi)徑略大于土工環(huán)刀20外徑，土工環(huán)刀20及采集的膨脹巖試樣21嵌入護(hù)環(huán)22內(nèi)達(dá)到緊密配合。
下端置于護(hù)環(huán)22內(nèi)的土工環(huán)刀20上下兩側(cè)設(shè)置透水石，透水石的直徑與土工環(huán)刀20內(nèi)徑相同，土工環(huán)刀20及采集的膨脹巖試樣21與透水石之間設(shè)置濾紙17。底部透水石18的下部置于護(hù)環(huán)22內(nèi)，底部透水石18的上面是土工環(huán)刀20，土工環(huán)刀20的上面是頂部透水石16。土工環(huán)刀20的上部和頂部透水石16的下部由圓形導(dǎo)環(huán)19連接，導(dǎo)環(huán)19環(huán)繞在土工環(huán)刀20上部和頂部透水石16下部的外側(cè)。頂部透水石16的上面放置壓力柱15，壓力柱15為短圓柱狀剛體結(jié)構(gòu)，放置在頂部透水石16上，其上端面與下部試驗(yàn)倉(cāng)6卡槽外端口平齊。壓力柱15的軸心與頂部透水石16 下面土工環(huán)刀20內(nèi)膨膨脹巖試樣21的軸心在同一條軸線上。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁與壓力傳感器12之間的空隙處設(shè)置集線盒10，集線盒10內(nèi)設(shè)置控制電路，控制電路連接上部試驗(yàn)倉(cāng)1上頂外側(cè)設(shè)置的選擇開關(guān)9和上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁外部設(shè)置的讀數(shù)接口 2?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)選擇開關(guān)9連接上部試驗(yàn)倉(cāng)1內(nèi)的壓力傳感器12， 讀數(shù)接口 2用于從外部插入專門的讀數(shù)儀，讀取壓力傳感器12的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)施例二 如圖1和圖3所示，在膨脹率試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，本發(fā)明涉及的巖石膨脹試驗(yàn)儀包括試驗(yàn)倉(cāng)、 壓力傳感器12、位移傳感器13、位移柱23、土工環(huán)刀20、護(hù)環(huán)22，試驗(yàn)倉(cāng)為上部試驗(yàn)倉(cāng)1和下部試驗(yàn)倉(cāng)6對(duì)接而成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，壓力傳感器12、位移傳感器13、位移柱23、土工環(huán)刀 20和護(hù)環(huán)22設(shè)置在試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)。
對(duì)接試驗(yàn)倉(cāng)的上部試驗(yàn)倉(cāng)1和下部試驗(yàn)倉(cāng)6為各有一端口的圓筒體，兩者的內(nèi)徑和外徑相等，上部試驗(yàn)倉(cāng)1的下端口和下部試驗(yàn)倉(cāng)6的上端口分別設(shè)置了凹、凸卡槽，兩端口處的凹卡槽4和凸卡槽3相互吻合并可轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)接。對(duì)接后，上部試驗(yàn)倉(cāng)1下端口卡槽的外端口和下部試驗(yàn)6倉(cāng)卡槽的內(nèi)端口平齊，上部試驗(yàn)倉(cāng)1下端口卡槽的內(nèi)端口和下部試驗(yàn)倉(cāng)卡槽6的外端口平齊。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1的上頂設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的注水孔7，下部試驗(yàn)倉(cāng)6上部側(cè)壁設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的溢水孔5。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1的上頂外側(cè)設(shè)置氣泡式水平尺8，水平尺8設(shè)在上部試驗(yàn)倉(cāng)1外頂面中心處預(yù)設(shè)的圓形淺槽內(nèi)，試驗(yàn)前應(yīng)使氣泡居中，以保證試驗(yàn)倉(cāng)水平放置。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1的上頂外側(cè)設(shè)置選擇開關(guān)9，選擇開關(guān)9與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器 12和位移傳感器13通過(guò)控制電路連接。
壓力傳感器12和位移傳感器13設(shè)置在上部試驗(yàn)倉(cāng)1內(nèi)。壓力傳感器12為圓柱狀，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)1內(nèi)頂面的中心。位移傳感器13位于上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁與壓力傳感器12之間的空隙中，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)1的內(nèi)側(cè)壁，位移傳感器13伸出的感知位移的位移桿14豎直向下。壓力傳感器12下部的接觸面和位移傳感器13的位移桿14 下端與上部試驗(yàn)倉(cāng)1卡槽的內(nèi)端口平齊。
土工環(huán)刀20為一端帶刃的不銹鋼薄壁圓環(huán)刀具，用于現(xiàn)場(chǎng)采集膨脹巖試樣，所采集的柱狀膨脹巖試樣21置于環(huán)刀的內(nèi)側(cè)。
土工環(huán)刀20下端置于下部試驗(yàn)倉(cāng)6內(nèi)底部的護(hù)環(huán)22內(nèi)。護(hù)環(huán)22為圓筒形，用于安置土工環(huán)刀20及其采集的膨脹巖試樣21，護(hù)環(huán)22下端固定在下部試驗(yàn)倉(cāng)6的下底內(nèi)。 護(hù)環(huán)22內(nèi)徑略大于土工環(huán)刀20外徑，土工環(huán)刀20及采集的膨脹巖試樣21插入護(hù)環(huán)22內(nèi)達(dá)到緊密配合。
下端置于護(hù)環(huán)22內(nèi)的土工環(huán)刀20上下兩側(cè)設(shè)置透水石，透水石的外徑與土工環(huán)刀20外徑相同，土工環(huán)刀20及采集的膨脹巖試樣21與透水石之間設(shè)置濾紙17。底部透水石18的下部置于護(hù)環(huán)22內(nèi)，底部透水石18的上面是土工環(huán)刀20，土工環(huán)刀20的上面是頂部透水石16。土工環(huán)刀20的上部和頂部透水石16的下部由圓形導(dǎo)環(huán)19連接，導(dǎo)環(huán)19環(huán)繞在土工環(huán)刀20上部和頂部透水石16下部的外側(cè)。頂部透水石16的上面放置位移柱23，位移柱23由圓形鋼板及其上表面一側(cè)焊接的小圓柱構(gòu)成，小圓柱外徑小于設(shè)置位移傳感器13的上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁與壓力傳感器12之間空隙的寬度。位移柱23的小圓柱上端面與下部試驗(yàn)倉(cāng)6卡槽外端口平齊。
上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁與壓力傳感器12之間的空隙處設(shè)置集線盒10，集線盒10內(nèi)設(shè)置控制電路，控制電路連接上部試驗(yàn)倉(cāng)1上頂外側(cè)設(shè)置的選擇開關(guān)9和上部試驗(yàn)倉(cāng)1側(cè)壁外部設(shè)置的讀數(shù)接口 2?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)選擇開關(guān)9連接上部試驗(yàn)倉(cāng)1內(nèi)的位移傳感器13， 讀數(shù)接口 2用于從外部插入專門的讀數(shù)儀讀取位移傳感器13的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述膨脹試驗(yàn)儀包括試驗(yàn)倉(cāng)、壓力傳感器(12)、位移傳感器(13)、壓力柱(15)、土工環(huán)刀(20)、護(hù)環(huán)(22)，試驗(yàn)倉(cāng)為上部試驗(yàn)倉(cāng) (1)和下部試驗(yàn)倉(cāng)(6)對(duì)接而成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，壓力傳感器(12)和位移傳感器(13)設(shè)置在上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)內(nèi)；壓力傳感器(12)為圓柱狀，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)內(nèi)頂面的中心，位移傳感器(13)位于上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)側(cè)壁與壓力傳感器(12)之間的空隙中，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)的內(nèi)側(cè)壁，位移傳感器(13)伸出的感知位移的位移桿(14)豎直向下； 壓力傳感器(12)下部的接觸面和位移傳感器(13)的位移桿(14)下端與上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)卡槽的內(nèi)端口平齊；上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)的上頂設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的注水孔(7)，下部試驗(yàn)倉(cāng) (6 )上部側(cè)壁設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的溢水孔(5 ) ；土工環(huán)刀(20 )下端置于下部試驗(yàn)倉(cāng)(6 ) 內(nèi)底部的護(hù)環(huán)(22)內(nèi)，護(hù)環(huán)(22)下端固定在下部試驗(yàn)倉(cāng)(6)的下底內(nèi)，圓筒形護(hù)環(huán)(22)用于安置土工環(huán)刀(20)及其采集的膨脹巖試樣(21);土工環(huán)刀(20)上下兩側(cè)設(shè)置透水石，底部透水石(18)的下部置于護(hù)環(huán)(22)內(nèi)，底部透水石(18)的上面是土工環(huán)刀(20)，土工環(huán)刀(20)的上面是頂部透水石(16)，頂部透水石(16)的上面放置壓力柱(15)，壓力柱(15)的上端面與下部試驗(yàn)倉(cāng)(6)卡槽外端口平齊；上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)的上頂外側(cè)設(shè)置選擇開關(guān)(9)，選擇開關(guān)(9)與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器(12)和位移傳感器(13)通過(guò)控制電路連接；上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)內(nèi)設(shè)置集線盒(10)，集線盒(10)內(nèi)的控制電路連接選擇開關(guān)(9)和上部試驗(yàn)倉(cāng)(1) 側(cè)壁外部設(shè)置的讀數(shù)接口(2)，讀數(shù)接口(2)用于從外部插入讀數(shù)儀讀取壓力傳感器(12) 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述護(hù)環(huán)(22)內(nèi)徑略大于土工環(huán)刀(20 )外徑，土工環(huán)刀(20 )及采集的膨脹巖試樣(21)嵌入護(hù)環(huán)(22 )內(nèi)達(dá)到緊密配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述下端置于護(hù)環(huán) (22)內(nèi)的土工環(huán)刀(20)的上部和頂部透水石(16)的下部由圓形導(dǎo)環(huán)(19)連接，導(dǎo)環(huán)(19) 環(huán)繞在土工環(huán)刀(20)上部和頂部透水石(16)下部的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述壓力柱(15)為短圓柱狀剛體結(jié)構(gòu)，壓力柱(15)的軸心與頂部透水石(16)下面土工環(huán)刀(20)內(nèi)膨脹巖試樣 21)的軸心在同一條軸線上。
5.一種便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述膨脹試驗(yàn)儀包括試驗(yàn)倉(cāng)、壓力傳感器(12)、位移傳感器(13)、位移柱(23)、土工環(huán)刀(20)、護(hù)環(huán)(22)，試驗(yàn)倉(cāng)為上部試驗(yàn)倉(cāng) (1)和下部試驗(yàn)倉(cāng)(6)對(duì)接而成的圓柱狀結(jié)構(gòu)，壓力傳感器(12)和位移傳感器(13)設(shè)置在上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)內(nèi)；壓力傳感器(12)為圓柱狀，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)內(nèi)頂面的中心，位移傳感器(13)位于上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)側(cè)壁與壓力傳感器(12)之間的空隙中，由螺栓固定在上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)的內(nèi)側(cè)壁，位移傳感器(13)伸出的感知位移的位移桿(14)豎直向下； 壓力傳感器(12)下部的接觸面和位移傳感器(13)的位移桿(14)下端與上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)卡槽的內(nèi)端口平齊；上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)的上頂設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的注水孔(7)，下部試驗(yàn)倉(cāng) (6 )上部側(cè)壁設(shè)置與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部相通的溢水孔(5 ) ；土工環(huán)刀(20 )下端置于下部試驗(yàn)倉(cāng)(6 ) 內(nèi)底部的護(hù)環(huán)(22)內(nèi)，護(hù)環(huán)(22)下端固定在下部試驗(yàn)倉(cāng)(6)的下底內(nèi)，圓筒形護(hù)環(huán)(22)用于安置土工環(huán)刀(20)及其采集的膨脹巖試樣(21);土工環(huán)刀(20)上下兩側(cè)設(shè)置透水石，底部透水石(18)的下部置于護(hù)環(huán)(22)內(nèi)，底部透水石(18)的上面是土工環(huán)刀(20)，土工環(huán)刀(20)的上面是頂部透水石(16)，頂部透水石(16)的上面放置位移柱(23)，位移柱(23)的上端面與下部試驗(yàn)倉(cāng)(6)卡槽外端口平齊；上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)的上頂外側(cè)設(shè)置選擇開關(guān)(9)，選擇開關(guān)(9)與試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的壓力傳感器(12)和位移傳感器(13)通過(guò)控制電路連接；上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)內(nèi)設(shè)置集線盒(10)，集線盒(10)內(nèi)的控制電路連接選擇開關(guān)(9)和上部試驗(yàn)倉(cāng)(1) 側(cè)壁外部設(shè)置的讀數(shù)接口(2)，讀數(shù)接口(2)用于從外部插入讀數(shù)儀讀取位移傳感器(13) 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述護(hù)環(huán)(22) 內(nèi)徑略大于土工環(huán)刀(20)外徑，土工環(huán)刀(20)及采集的膨脹巖試樣(21)嵌入護(hù)環(huán)(22)內(nèi)達(dá)到緊密配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述下端置于護(hù)環(huán)(22)內(nèi)的土工環(huán)刀(20)的上部和頂部透水石(16)的下部由圓形導(dǎo)環(huán)(19)連接，導(dǎo)環(huán) (19)環(huán)繞在土工環(huán)刀(20)上部和頂部透水石(16)下部的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能巖石膨脹試驗(yàn)儀，其特征在于所述位移柱 (23)由圓形鋼板及其上表面一側(cè)焊接的小圓柱構(gòu)成，小圓柱外徑小于設(shè)置位移傳感器(13) 的上部試驗(yàn)倉(cāng)(1)側(cè)壁與壓力傳感器(12)之間空隙的寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式巖石膨脹試驗(yàn)儀，壓力傳感器和位移傳感器設(shè)置在由上下兩部分組成并通過(guò)凹、凸卡槽旋轉(zhuǎn)對(duì)接的圓柱狀試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，壓力傳感器和位移傳感器分別通過(guò)壓力柱和位移柱連接試驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)用土工環(huán)刀采集的膨脹巖試樣，以實(shí)現(xiàn)在采樣現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)測(cè)量膨脹巖試樣的膨脹率和膨脹力。本發(fā)明涉及的巖石膨脹試驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)緊湊、體型小、重量輕，現(xiàn)場(chǎng)使用方便；既能進(jìn)行膨脹率試驗(yàn)，又能進(jìn)行膨脹力試驗(yàn)，在巖土工程領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N3/12GK102519796SQ20121000189
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者侯占林, 孫元春, 李國(guó)和, 李懷鑒, 李鵬, 許再良 申請(qǐng)人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司