一種沖擊滲壓儀的制作方法
【專利摘要】一種沖擊滲壓儀，屬于試驗儀器【技術領域】。滲壓室包括滲透環(huán)刀、透水石、進水管、出水管、開口底座、開口下蓋和開口上蓋；進水管連接滲壓室的上部，出水管連接滲壓室的下部；滲壓室的下部連接開口下蓋，滲壓室的上部連接開口上蓋；開口底座和開口下蓋供孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線通過，開口下蓋上面連接橡膠圓環(huán)墊，橡膠圓環(huán)墊內安裝孔隙水壓力計，透水石為圓環(huán)形，中間有圓，透水石連接在滲壓室的下部，開口上蓋中部有圓；施加沖擊荷載裝置由第一圓形鋼板和第二圓形鋼板組成，第一圓形鋼板焊接有鋼筋，夯錘連接橡皮墊；孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線連接動態(tài)應變儀連接輸出設備，輸出設備連接電腦。本實用新型是研究和測試土體靜、動力滲透特性的試驗工具。
【專利說明】一種沖擊滲壓儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種沖擊滲壓儀，屬于試驗儀器【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前國內外采用的滲透儀是研究和測試土體滲透特性的一種常用方法。用滲透儀研究和測試土體的滲透特性時，首先將環(huán)刀切入土樣制樣，再將環(huán)刀及土樣裝入滲透儀進行飽和,連接進水管11和出水管12,向進水管11注入純水,調整水位高度,打開進水管11夾，待出水口有水溢出時開動秒表，按預定時間間隔記錄水頭和時間的變化。常規(guī)的滲透儀由于無法施加靜力或動力荷載，只能采用原狀土樣或重塑土樣，在試驗過程中僅能測量到土樣的原始滲透系數(shù)，不能測定不同靜壓或者沖擊荷載作用下土體的滲透特性，也無法動態(tài)測定不同靜壓或沖擊荷載作用下土樣的孔隙水壓力及其與滲透系數(shù)的動態(tài)關系，限制了對地基加固土體在不同靜、動荷載作用下滲透特性的深入研究。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種沖擊滲壓儀，填補現(xiàn)有土工實驗儀器中的一般滲透儀不能動態(tài)測試土體在靜壓或沖擊荷載作用下孔隙水壓力和滲透特性的空白，基于沖擊滲壓試驗，而提供一種在土體受到不同靜壓或者沖擊荷載作用時，不僅能動態(tài)測得土樣內孔隙水壓力的變化，同時能夠對土樣滲透特性進行實時動態(tài)觀測和記錄。
[0004]一種沖擊滲壓儀，滲壓室包括滲透環(huán)刀、透水石、進水管、出水管、開口底座、開口下蓋和開口上蓋；進水管連接滲壓室的上部，出水管連接滲壓室的下部；滲壓室的下部連接開口下蓋，滲壓室的上部連接開口上蓋；開口底座和開口下蓋供孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線通過，開口下蓋上面連接橡膠圓環(huán)墊，橡膠圓環(huán)墊內安裝孔隙水壓力計，透水石為圓環(huán)形，中間有圓，透水石連接在滲壓室的下部，開口上蓋中部有圓；施加沖擊荷載裝置由第一圓形鋼板和第二圓形鋼板組成，第一圓形鋼板焊接有鋼筋，夯錘連接橡皮墊，橡皮墊連接第一圓形鋼板；第二圓形鋼板與滲透環(huán)刀的內徑一致；四支支架連接開口底座，四支支架支撐第一圓形鋼板，鋼筋連接鋼套筒；孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線連接動態(tài)應變儀連接輸出設備，輸出設備連接電腦。
[0005]一種沖擊滲壓儀的操作方法，含有以下步驟；
[0006]步驟1、試樣制備:采用原狀土樣，首先將環(huán)刀內壁均勻涂抹凡士林，然后將環(huán)刀垂直切入土樣，平整土樣兩面；如采用重塑土樣，首先將土樣摻水拌和均勻，分三層裝入環(huán)刀，待土樣制備完畢后，放入養(yǎng)護室靜置兩周左右，并保證土樣不失水。在滲透和夯擊試驗前，將環(huán)刀土樣放入飽和器進行抽氣飽和，保證吹填土土樣達到飽和。
[0007]步驟2、試驗過程:
[0008]步驟1、安裝土樣于改裝后的滲壓儀中，用螺母旋緊，要求密封至不漏氣不漏水，將數(shù)據(jù)采集與分析裝置與滲壓室連接。將變水頭管注純水到Im左右，關閉滲壓室的出水口，打開排氣口，將滲壓儀底部透水石13內的氣泡排出，讓透水石13完全飽和，待排氣口不再有氣泡排出時，關閉排氣口，打開出水口，讓土樣再一次進行飽和，待排水口流出的水流呈穩(wěn)定流時，此時打開數(shù)據(jù)采集與分析裝置開始測讀計數(shù)并計時。變換變水頭管水位高度重復測量5?6次取平均值作為土樣的原始滲透系數(shù)，同時測計出水口水溫和試驗過程中土樣內的孔隙水壓力變化。
[0009]步驟2、待原始滲透系數(shù)測定完畢后，去掉滲壓儀的上蓋，將改裝的開口塑膠上蓋用螺栓與套環(huán)、底座連接起來，然后把施加沖擊荷載的支架裝置放在環(huán)刀土樣的上表面，使之與其接觸緊密，并將滲壓儀的進水口和排氣口關閉，觀察應變采集儀讀數(shù)，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后準備施加沖擊荷載。
[0010]步驟3、開始沖擊荷載作用下的滲透試驗，根據(jù)試驗內容沖擊不同的次數(shù)和遍數(shù)，同時測讀土樣內的孔隙水壓力變化。
[0011]步驟4、沖擊完畢后，去掉改裝的上蓋，安裝滲壓儀原始上蓋，重新給變水頭管加水，打開排氣口，直至排氣口不再有氣泡關閉閥門，打開排水口，待有穩(wěn)定水流流出時，測讀數(shù)據(jù)并計時，根據(jù)土樣的原始滲透系數(shù)大小，按不同的間歇時間進行讀數(shù)計時，測試沖擊荷載作用下不同時間土樣的滲透系數(shù)及孔隙水壓力變化。
[0012]步驟5、再進行下一遍夯擊時,重復步驟2、步驟3和步驟4,直到試驗完成更換另外一個土樣。
[0013]本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了在施加不同靜壓或沖擊荷載的過程中，可以動態(tài)地觀測土體內的孔隙水壓力和滲透系數(shù)，并具有試驗簡便、試驗結果直觀，可以進行土樣靜力滲透特性測試、也可以進行土樣動態(tài)滲透特性測試的特點。是研究和測試土體靜、動力滲透特性的有力試驗工具?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，如圖其中:
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
【具體實施方式】
[0017]顯然，本領域技術人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實用新型的保護范圍。
[0018]實施例1:如圖1所示，一種沖擊滲壓儀，滲壓室包括滲透環(huán)刀、透水石13、進水管
11、出水管12、開口底座17、開口下蓋16和開口上蓋4 ;進水管11連接滲壓室的上部，出水管12連接滲壓室的下部；滲壓室的下部連接開口下蓋16，滲壓室的上部連接開口上蓋4 ;開口底座17和開口下蓋16供孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線通過，開口下蓋16上面連接橡膠圓環(huán)墊14，橡膠圓環(huán)墊14內安裝孔隙水壓力計15，透水石13為圓環(huán)形，中間有圓，透水石13連接在滲壓室的下部，開口上蓋4中部有圓；施加沖擊荷載裝置由第一圓形鋼板I和第二圓形鋼板2組成，第一圓形鋼板I焊接有鋼筋8，夯錘9連接橡皮墊10，橡皮墊10連接第一圓形鋼板I ;第二圓形鋼板2與滲透環(huán)刀的內徑一致；四支支架3連接開口底座17，四支支架3支撐第一圓形鋼板1，鋼筋8連接鋼套筒18 ;孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線連接動態(tài)應變儀5連接輸出設備6，輸出設備6連接電腦7。
[0019]實施例2:如圖1所示，一種沖擊滲壓儀，滲壓室包括環(huán)刀、透水石13、進水管11、出水管12、開口底座17、開口下蓋16和開口上蓋4 ;環(huán)刀內徑61.8mm、高40mm;
[0020]變水頭裝置由變水頭管、供水瓶和進水管11組成，變水頭管管徑為8cm,管外標注有最小分度為Imm的刻度,長度為1.5m ；
[0021]另外配備有修土刀、秒表、濾紙、溫度計、薄鐵片和橡皮墊圈；
[0022]開口底座17和開口下蓋16供孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線通過，開口下蓋16上面通過加一個0.8cm厚的橡膠圓環(huán)墊14 (內安裝孔隙水壓力計15)來抬高套環(huán)的高度，抬高的空隙部分用一個透水石13來填充(圓環(huán)形，中間挖除一個2cm直徑的圓)，開口上蓋4由一個高強的塑膠板構成，中間挖除一直徑為7.4cm的圓，這樣施加沖擊荷載的鋼板可以與環(huán)刀土樣表面直接接觸。
[0023]施加沖擊荷載裝置，由第一圓形鋼板I和第二圓形鋼板2組成，圓形鋼板質地堅硬，且不變形，第一圓形鋼板I焊接一個直徑為8mm長度為45cm的鋼筋8，夯錘9連接橡皮墊10，橡皮墊10連接第一圓形鋼板I ;
[0024]第二圓形鋼板2與滲透環(huán)刀內徑一致，約為61mm，上面的第一圓形鋼板I直徑為150mm，其上緊貼一柔性的橡皮墊10，以模擬沖擊荷載的單脈沖特性；
[0025]四支支架3連接開口底座17，四支支架3支撐第一圓形鋼板1，
[0026]在鋼筋8上焊接一個長度為8cm，直徑為1.03cm的鋼套筒18，鋼套筒18內涂抹礬士林以起潤滑作用，通過此鋼套筒18保證在沖擊的過程中荷載裝置的豎直度。施加沖擊荷載裝置的下端鋼板與環(huán)刀土樣表面直接接觸。
[0027]孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線連接數(shù)據(jù)采集與分析裝置，數(shù)據(jù)采集與分析裝置包括動態(tài)應變儀5、水位量測計、輸出設備6、電腦7和伺服控制軟件，動態(tài)應變儀5連接輸出設備6，輸出設備6連接電腦7。
[0028]一種沖擊滲壓儀的操作方法，含有以下步驟；
[0029]1、試樣制備:如采用原狀土樣，首先將環(huán)刀內壁均勻涂抹凡士林，然后將環(huán)刀垂直切入土樣，平整土樣兩面；如采用重塑土樣，首先將土樣摻水拌和均勻，分三層裝入環(huán)刀，待土樣制備完畢后，放入養(yǎng)護室靜置兩周左右，并保證土樣不失水。在滲透和夯擊試驗前，將環(huán)刀土樣放入飽和器進行抽氣飽和，保證吹填土土樣達到飽和。
[0030]2、試驗步驟:
[0031](I)安裝土樣于改裝后的滲壓儀中，用螺母旋緊，要求密封至不漏氣不漏水，將數(shù)據(jù)采集與分析裝置與滲壓室連接。將變水頭管注純水到Im左右，關閉滲壓室的出水口，打開排氣口，將滲壓儀底部透水石13內的氣泡排出，讓透水石13完全飽和，待排氣口不再有氣泡排出時，關閉排氣口，打開出水口，讓土樣再一次進行飽和，待排水口流出的水流呈穩(wěn)定流時，此時打開數(shù)據(jù)采集與分析裝置開始測讀計數(shù)并計時。變換變水頭管水位高度重復測量5?6次取平均值作為土樣的原始滲透系數(shù)，同時測計出水口水溫和試驗過程中土樣內的孔隙水壓力變化。
[0032](2)待原始滲透系數(shù)測定完畢后，去掉滲壓儀的上蓋，將改裝的開口塑膠上蓋用螺栓與套環(huán)、底座連接起來，然后把施加沖擊荷載的支架裝置放在環(huán)刀土樣的上表面，使之與其接觸緊密，并將滲壓儀的進水口和排氣口關閉，觀察應變采集儀讀數(shù)，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后準備施加沖擊荷載。
[0033](3)開始沖擊荷載作用下的滲透試驗，根據(jù)試驗內容沖擊不同的次數(shù)和遍數(shù)，同時測讀土樣內的孔隙水壓力變化。
[0034](4)沖擊完畢后，去掉改裝的上蓋，安裝滲壓儀原始上蓋，重新給變水頭管加水，打開排氣口，直至排氣口不再有氣泡關閉閥門，打開排水口，待有穩(wěn)定水流流出時，測讀數(shù)據(jù)并計時，根據(jù)土樣的原始滲透系數(shù)大小，按不同的間歇時間進行讀數(shù)計時，測試沖擊荷載作用下不同時間土樣的滲透系數(shù)及孔隙水壓力變化。
[0035](5)再進行下一遍夯擊時，重復2)、3)和4)步驟，直到試驗完成更換另外一個土樣。
[0036]本實例的技術參數(shù)如下:
[0037]1、土樣條件:可以完成原狀黏性土、粉土、砂土等土樣的靜壓或沖擊荷載作用下的孔壓和滲透特性試驗，可以完成重塑或部分擾動黏性土、粉土、砂土試樣的孔壓和滲透特性試驗。
[0038]2、豎向壓力:可以根據(jù)試驗需要施加不同大小的豎向壓力。
[0039]3、施加沖擊荷載:可以施加不同次數(shù)和遍數(shù)的沖擊而荷載，夯錘最大落高30cm，可以根據(jù)夯能大小選擇相應大小的穿心夯錘。
[0040]4、土樣的孔壓和滲透系數(shù)測定:通過對常規(guī)滲壓室的改制并設計了孔隙水壓力量測裝置、施加沖擊荷載裝置和數(shù)據(jù)采集與分析裝置，可以實現(xiàn)實時動態(tài)測試不同靜壓或沖擊荷載作用下土體的孔壓及滲透特性變化。
[0041]沖擊滲壓儀，包括滲壓室、環(huán)刀、透水石13、開孔上蓋、開孔下蓋、孔隙水壓力量測裝置、施加沖擊荷載裝置和數(shù)據(jù)采集與分析裝置；
[0042]所述滲壓室為帶有開孔上蓋和開孔下蓋的滲壓室，滲透室底座下蓋中心開孔處裝一個孔壓計，外接動態(tài)應變儀和電腦；施加沖擊荷載裝置由通過一個直徑為8_長度為45cm的筆直二級鋼筋焊接形成的兩個圓形鋼板和穿心夯錘組成，并通過開孔上蓋與滲壓室連接。
[0043]所述的試驗裝置安裝有孔壓測試裝置和施加沖擊荷載裝置，能夠施加靜力荷載，也能夠施加沖擊荷載。
[0044]所述的試驗裝置連接有數(shù)據(jù)采集與分析裝置，能夠實現(xiàn)動態(tài)實時觀測并定量測試土體內孔隙水壓力和滲透特性。
[0045]本實用新型涉及的是一種土體受荷載作用時對土體內孔隙水壓力和滲透特性進行動態(tài)測試的試驗儀器，特別是沖擊荷載作用過程中對砂土或淤泥質土等不易取樣土體滲透特性進行測試的沖擊滲壓儀。它主要包括滲壓儀、孔隙水壓力量測裝置、施加沖擊荷載裝置和數(shù)據(jù)采集與分析裝置，所述滲壓儀通過開孔下蓋與孔隙水壓力量測裝置和數(shù)據(jù)采集與分析裝置連接，通過開口上蓋4與沖擊荷載裝置連接。沖擊荷載裝置由通過一個直徑為8_的鋼筋焊接形成的兩個圓形鋼板和穿心夯錘組成。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了在施加不同靜壓或沖擊荷載的過程中，可以動態(tài)地觀測土體內的孔隙水壓力和滲透系數(shù)，并具有試驗簡便、試驗結果直觀，可以進行土樣靜力滲透特性測試、也可以進行土樣動態(tài)滲透特性測試的特點。是研究和測試土體靜、動力滲透特性的有力試驗工具。
[0046]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種沖擊滲壓儀，其特征在于滲壓室包括滲透環(huán)刀、透水石、進水管、出水管、開口底座、開口下蓋和開口上蓋；進水管連接滲壓室的上部，出水管連接滲壓室的下部；滲壓室的下部連接開口下蓋，滲壓室的上部連接開口上蓋；開口底座和開口下蓋供孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線通過，開口下蓋上面連接橡膠圓環(huán)墊，橡膠圓環(huán)墊內安裝孔隙水壓力計，透水石為圓環(huán)形，中間有圓，透水石連接在滲壓室的下部，開口上蓋中部有圓；施加沖擊荷載裝置由第一圓形鋼板和第二圓形鋼板組成，第一圓形鋼板焊接有鋼筋，夯錘連接橡皮墊，橡皮墊連接第一圓形鋼板；第二圓形鋼板與滲透環(huán)刀的內徑一致；四支支架連接開口底座，四支支架支撐第一圓形鋼板，鋼筋連接鋼套筒；孔壓計導線及數(shù)據(jù)采集線連接動態(tài)應變儀連接輸出設備，輸出設備連接電腦。
【文檔編號】G01N15/08GK203630015SQ201320723527
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權日:2013年11月13日
【發(fā)明者】盛連成, 張志豪, 朱子仁, 王玉洲, 周訓軍, 錢明, 李成剛, 賈敏才 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油工程建設公司, 中國石油天然氣華東勘察設計研究院巖土工程處