一種測試上硬下軟型土樣應(yīng)變及變形的膜結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種測試上硬下軟型土樣應(yīng)變及變形的膜結(jié)構(gòu)，硬殼層土樣和軟土層土樣的交界處設(shè)一周的金屬箔應(yīng)變絲A，硬殼層土樣外部設(shè)金屬箔應(yīng)變絲B，軟土層土樣外部設(shè)金屬箔應(yīng)變絲C，在金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C接頭處連接應(yīng)變絲引線，各個應(yīng)變絲引線分別與多通道應(yīng)變儀相連，多通道應(yīng)變儀與電腦相連，土樣外部套橡皮膜，金屬箔應(yīng)變絲A、B和C均置于橡皮膜內(nèi)部，金屬箔應(yīng)變絲D與測力計相連，測力計與彈簧相連，彈簧與金屬箔應(yīng)變絲D相連，金屬箔應(yīng)變絲D外部覆蓋保護外殼，保護外殼的四周均粘貼在橡皮膜的外部。本實用新型既能測量土樣的橫向膨脹變形和應(yīng)變，測量成本低且方便可行，又能測量一個土樣中含兩種土體的應(yīng)變變化趨勢。
【專利說明】
一種測試上硬下軟型土樣應(yīng)變及變形的膜結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及路基土體應(yīng)變及變形測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]三軸壓縮試驗是巖土工程領(lǐng)域的室內(nèi)試驗之一，其實質(zhì)是對試樣在三向受力環(huán)境中的力學(xué)性質(zhì)的研究，用來模擬土體工程實際狀況，較為常用的是圓柱體試樣。上覆硬殼層軟土路基是路基工程中一種典型的土層分布形式，一直是國內(nèi)外研究的熱點，但由硬殼層到軟土層應(yīng)變變化趨勢及土層交界面處膨脹變形情況在室內(nèi)試驗中鮮有報道。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種測試上硬下軟型土樣應(yīng)變及變形的膜結(jié)構(gòu)，可以測量硬殼層到軟土層的應(yīng)變變化趨勢和土樣中間交界面處膨脹變形的情況。
[0004]本實用新型主要包括有土樣、金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B、金屬箔應(yīng)變絲C、應(yīng)變絲引線、多通道應(yīng)變儀、電腦、橡皮膜、金屬箔應(yīng)變絲D、測力計、彈簧和保護外殼。
[0005]其中，土樣利用三軸壓縮試驗專用制樣器，采用分層擊實法制備成為圓柱形，且上部分為硬殼層土樣，下部分為軟土層土樣。硬殼層土樣和軟土層土樣的交界處設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲A，在距離金屬箔應(yīng)變絲A5mm至15mm處，硬殼層土樣的外部設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲B，在距離金屬箔應(yīng)變絲A5mm至15mm處，軟土層土樣的外部設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲C。在金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C的接頭處分別連接一根應(yīng)變絲引線，各個應(yīng)變絲引線向上延伸，并分別與多通道應(yīng)變儀相連，多通道應(yīng)變儀通過數(shù)據(jù)線與電腦相連。在土樣的外部套有橡皮膜，金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C均置于橡皮膜內(nèi)部。在金屬箔應(yīng)變絲D的一端與測力計相連，測力計與彈簧的一端相連，彈簧的另一端與金屬箔應(yīng)變絲D的另一端相連。金屬箔應(yīng)變絲D、測力計和彈簧連接成一個圓形，設(shè)在土樣的交界處，置于橡皮膜的外部。在金屬箔應(yīng)變絲D外部覆蓋保護外殼，保護外殼的四周均粘貼在橡皮膜的外部。
[0006]本實用新型在使用時，在軸向力作用下，橡皮膜、金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C隨土樣發(fā)生壓縮變形、橫向膨脹變形而變形，金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C的電阻值發(fā)生變化，多通道應(yīng)變儀通過應(yīng)變絲引線接收到信號，通過電腦得到不同的應(yīng)變值，從而得到由硬殼層到軟土層的應(yīng)變變化趨勢。土樣膨脹變形產(chǎn)生向外擴張的力，測力計能測出力的大小F，彈簧的彈性系數(shù)K已知，可以通過X = F/K計算出土層交界面處膨脹變形值X。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:既能同時測量土樣的橫向膨脹變形和應(yīng)變，測量成本低且方便可行，又能測量一個土樣中含兩種土體的應(yīng)變變化趨勢。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的不意圖D
[0009]圖2是本實用新型的剖面示意圖。
[0010]圖3是土樣及膜結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0011]圖4是測量上硬下軟型土樣交界面處周長變化裝置。
【具體實施方式】
[0012]在圖1、圖2、圖3和圖4所示的本實用新型的示意簡圖中，土樣I利用三軸壓縮試驗專用制樣器，采用分層擊實法制備成為圓柱形，土樣為圓柱形，且上部分為硬殼層土樣，下部分為軟土層土樣。硬殼層土樣和軟土層土樣的交界處設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲A2，在距離金屬箔應(yīng)變絲AlOmm處，硬殼層土樣的外部設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲B3，在距離金屬箔應(yīng)變絲AlOmm處，軟土層土樣的外部設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲C4。在金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C的接頭處分別連接一根應(yīng)變絲引線5，各個應(yīng)變絲引線向上延伸，并分別與多通道應(yīng)變儀6相連，多通道應(yīng)變儀通過數(shù)據(jù)線與電腦7相連。在土樣的外部套有橡皮膜8，金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C均置于橡皮膜內(nèi)部。在金屬箔應(yīng)變絲D9的一端與測力計10相連，測力計與彈簧11的一端相連，彈簧的另一端與金屬箔應(yīng)變絲D的另一端相連。金屬箔應(yīng)變絲D、測力計和彈簧連接成一個圓形，設(shè)在土樣的交界處，置于橡皮膜的外部。在金屬箔應(yīng)變絲D外部覆蓋保護外殼12，保護外殼的四周均粘貼在橡皮膜的外部。
【主權(quán)項】
1.一種測試上硬下軟型土樣應(yīng)變及變形的膜結(jié)構(gòu)，主要包括土樣、金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B、金屬箔應(yīng)變絲C、應(yīng)變絲引線、多通道應(yīng)變儀、電腦、橡皮膜、金屬箔應(yīng)變絲D、測力計、彈簧和保護外殼，其特征在于:土樣為圓柱形，且上部分為硬殼層土樣，下部分為軟土層土樣，硬殼層土樣和軟土層土樣的交界處設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲A，在距離金屬箔應(yīng)變絲A5mm至15mm處，硬殼層土樣的外部設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲B，在距離金屬箔應(yīng)變絲A5mm至15mm處，軟土層土樣的外部設(shè)有一周的金屬箔應(yīng)變絲C，在金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C的接頭處分別連接一根應(yīng)變絲引線，各個應(yīng)變絲引線向上延伸，并分別與多通道應(yīng)變儀相連，多通道應(yīng)變儀通過數(shù)據(jù)線與電腦相連，在土樣的外部套有橡皮膜，金屬箔應(yīng)變絲A、金屬箔應(yīng)變絲B和金屬箔應(yīng)變絲C均置于橡皮膜內(nèi)部，在金屬箔應(yīng)變絲D的一端與測力計相連，測力計與彈簧的一端相連，彈簧的另一端與金屬箔應(yīng)變絲D的另一端相連，金屬箔應(yīng)變絲D、測力計和彈簧連接成一個圓形，設(shè)在土樣的交界處，置于橡皮膜的外部，在金屬箔應(yīng)變絲D外部覆蓋保護外殼，保護外殼的四周均粘貼在橡皮膜的外部。
【文檔編號】G01N3/08GK205449667SQ201620107714
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】曹海瑩, 朱毅, 劉云飛
【申請人】燕山大學(xué)