本發(fā)明涉及固結(jié)儀器械領(lǐng)域，特別涉及一種獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀。

背景技術(shù)：

在建筑上部荷載的作用下，土體會(huì)發(fā)生變形，并且孔隙水外排不是一個(gè)瞬間的過程，排水即是孔隙空間壓縮，宏觀體現(xiàn)就是土體變形沉降。以上排水沉降過程即是固結(jié)，由此可知，固結(jié)試驗(yàn)對(duì)土樣的沉降性測(cè)試具有重要的意義。在工程實(shí)際中，檢測(cè)土體的壓縮變形、排水過程是對(duì)工程的建設(shè)及后期的使用都有重要的影響。

對(duì)于土的固結(jié)沉降性進(jìn)行研究，在實(shí)驗(yàn)中的一般使用的是固結(jié)儀，固結(jié)儀就是用于測(cè)定在不同載荷和有側(cè)限的條件下土的壓縮性能，可以進(jìn)行正常慢固結(jié)試驗(yàn)和快速固結(jié)試驗(yàn)，測(cè)定前期固結(jié)壓力和固結(jié)系數(shù)。一般環(huán)刀取樣，土樣較小，能夠做到快速測(cè)量土的壓縮變形性能。

對(duì)于檢測(cè)土體壓縮性的試驗(yàn)儀器，經(jīng)過調(diào)查可知，目前國(guó)內(nèi)用于土工試驗(yàn)的固結(jié)儀主要有兩種，分別可歸類于“杠桿式固結(jié)儀”和“全自動(dòng)氣壓固結(jié)儀”。杠桿式固結(jié)儀常見于多數(shù)土工實(shí)驗(yàn)室中，是利用杠桿原理,通過點(diǎn)接觸式施加荷載于剛板上，再由剛板將點(diǎn)式荷載擴(kuò)散為面荷載施加在單個(gè)土樣的上表面。全自動(dòng)氣壓固結(jié)儀是根據(jù)氣壓傳動(dòng)的原理，同樣是通過點(diǎn)接觸式施加荷載于單個(gè)土樣的上表面，與杠桿式固結(jié)儀不同之處在于其加壓方式擺脫了杠桿式固結(jié)儀分級(jí)加載對(duì)于砝碼的依賴。這兩種固結(jié)儀都無法對(duì)一個(gè)完整的土樣進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。目前杠桿固結(jié)儀和全自動(dòng)氣壓固結(jié)儀的不足主要來自以下幾個(gè)方面：(1)點(diǎn)接觸式加載。對(duì)于大型土樣，尤其是加工的大型土樣尺寸稍微有偏差，容易在加載過程中產(chǎn)生偏心現(xiàn)象，從而導(dǎo)致對(duì)土樣施加的荷載帶有附加彎矩，影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度。(2)加載于單個(gè)土樣。一方面每次實(shí)驗(yàn)只能加載單個(gè)土樣，工作效率低。另一側(cè)不能同時(shí)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀，從而克服在試驗(yàn)時(shí)工作效率低、試驗(yàn)精度低、不能同時(shí)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀，包括：土樣盛放裝置，所述土樣盛放裝置內(nèi)填充有待檢測(cè)的土樣，所述土樣內(nèi)設(shè)有土壓力盒；多個(gè)壓頭，多個(gè)所述壓頭設(shè)于固定裝置上，并對(duì)應(yīng)所述土樣盛放裝置設(shè)置，所述壓頭與所述土樣的接觸為面式接觸，用于對(duì)所述土樣施加壓力；多個(gè)位移傳感器，其與多個(gè)所述壓頭一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，用于測(cè)量土樣的變形量；以及測(cè)量控制系統(tǒng)，其所述土壓力盒、所述升降機(jī)構(gòu)和所述位移傳感器數(shù)據(jù)連接。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述土壓力盒在土樣內(nèi)的分布為，在土樣同一平面上設(shè)有多個(gè)所述土壓力盒，在土樣同一豎直方向上設(shè)有多個(gè)土壓力盒。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述壓頭為兩個(gè)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，包括升降機(jī)構(gòu)，其與所述壓頭連接，用于控制所述壓頭的升降。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述升降機(jī)構(gòu)為千斤頂。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述千斤頂為液壓千斤頂。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，包括升降機(jī)構(gòu)，其與所述土樣盛放裝置連接，用于控制所述土樣盛放裝置的升降。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述固定裝置包括：支撐臺(tái)，所述壓頭設(shè)于所述支撐臺(tái)上；立柱，其設(shè)于所述支撐臺(tái)上，所述立柱上設(shè)有旋緊件；以及橫梁，其架設(shè)于所述立柱之間，位于所述壓頭上方。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀，在固結(jié)儀上通過面加載能夠給土體均勻加壓，相比常規(guī)的點(diǎn)式加壓由剛板進(jìn)行力的擴(kuò)散來進(jìn)行加壓的固結(jié)儀，避免了作用力位置不是對(duì)稱點(diǎn)而造成偏心力矩的問題，放大土樣的尺寸以適應(yīng)對(duì)更大的土樣進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)，從而達(dá)到更加真實(shí)地反映出土體的固結(jié)性狀的目的。

(2)通過獨(dú)立面式加載裝置，能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)土樣進(jìn)行固結(jié)實(shí)驗(yàn)，能提高工作效率且能進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

(3)在土體的不同深度下安裝土壓力盒測(cè)量不同深度下的孔壓以及在同一深度下不同平面位置安裝土壓力盒測(cè)量不同平面位置的孔壓，從而可以得出不同深度下孔壓消散隨時(shí)間變化的曲線和相同深度下不同平面位置孔壓消散隨時(shí)間變化的曲線。通過位移傳感器量測(cè)土體的變形量，因此能夠同時(shí)通過孔壓和土體的變形來觀察和反映土體的固結(jié)過程。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀中壓頭處的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1至圖2所示，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的一種獨(dú)立面式加載裝置的固結(jié)儀，包括：土樣盛放裝置1，土樣盛放裝置1放置在底座2上。土樣盛放裝置2內(nèi)填充有待檢測(cè)的土樣，主要是采用直徑600mm，高200mm的土樣。在土樣內(nèi)設(shè)置有土壓力盒(圖未示)，土壓力盒用于測(cè)量土樣的孔壓。升降機(jī)構(gòu)3與多個(gè)壓頭4連接，優(yōu)選地，升降機(jī)構(gòu)4為液壓千斤頂。液壓千斤頂和壓頭4設(shè)于固定裝置5上。壓頭4對(duì)應(yīng)土樣盛放裝置1設(shè)置。多個(gè)壓頭4對(duì)應(yīng)土樣盛放裝置1設(shè)置，壓頭4與土樣的接觸為面式接觸。優(yōu)選地，壓頭為兩個(gè)，呈半圓形結(jié)構(gòu)。多個(gè)位移傳感器(圖未示)與多個(gè)壓頭4一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，用于測(cè)量土樣的變形量。通過升降機(jī)構(gòu)3將壓頭4向下運(yùn)動(dòng)，壓頭4與土樣接觸，給土樣加壓，土樣內(nèi)的土壓力盒將數(shù)據(jù)傳輸至測(cè)量控制系統(tǒng)6。測(cè)量控制系統(tǒng)6與升降機(jī)構(gòu)3數(shù)據(jù)連接，控制壓頭4移動(dòng)的距離，即控制壓頭4對(duì)土樣的加壓，完成逐級(jí)加載壓力。測(cè)量控制系統(tǒng)6與位移傳感器數(shù)據(jù)連接，通過位移傳感器可測(cè)量土樣的沉降位移。

在對(duì)同一種土樣進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將多個(gè)壓頭的重量設(shè)置不同，即設(shè)成不同的壓力值，壓頭與土樣接觸的受力面相同，在進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)時(shí)，可以通過單一的壓力變量，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

在對(duì)不同土樣進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將多個(gè)壓頭的重量設(shè)置相同，即設(shè)成相同的壓力值，壓頭與土樣接觸的受力面相同，在進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)時(shí)，可以通過單一的壓力變量，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

實(shí)施例2

另一個(gè)比較好的實(shí)施例，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同在于，壓頭4設(shè)于固定裝置5上。升降機(jī)構(gòu)3與土樣盛放裝置1連接。升降機(jī)構(gòu)3為液壓千斤頂。壓頭4對(duì)應(yīng)土樣盛放裝置1設(shè)置。多個(gè)壓頭4對(duì)應(yīng)土樣盛放裝置1設(shè)置，壓頭4與土樣的接觸為面式接觸。優(yōu)選地，壓頭為兩個(gè)，呈半圓形結(jié)構(gòu)。多個(gè)位移傳感器(圖未示)與多個(gè)壓頭4一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，用于測(cè)量土樣的變形量。土樣內(nèi)的土壓力盒將數(shù)據(jù)傳輸至測(cè)量控制系統(tǒng)6。測(cè)量控制系統(tǒng)6與升降機(jī)構(gòu)3數(shù)據(jù)連接，控制升降機(jī)構(gòu)3提升土樣盛放裝置1的提升距離，同時(shí)控制加壓裝置對(duì)土樣的加壓，完成逐級(jí)加載壓力。測(cè)量控制系統(tǒng)6與位移傳感器數(shù)據(jù)連接，通過位移傳感器可測(cè)量土樣的沉降位移。

優(yōu)選地，土壓力盒在土樣內(nèi)的分布為，在土樣同一平面上設(shè)有多個(gè)土壓力盒，在土樣同一豎直方向上設(shè)有多個(gè)土壓力盒。即在土體的不同深度下安裝土壓力盒測(cè)量不同深度下的孔壓以及在同一深度下不同平面位置安裝土壓力盒測(cè)量不同平面位置的孔壓，從而可以得出不同深度下孔壓消散隨時(shí)間變化的曲線和相同深度下不同平面位置孔壓消散隨時(shí)間變化的曲線。

優(yōu)選地，固定裝置5包括：支撐臺(tái)51，壓頭4設(shè)于支撐臺(tái)51上。立柱52分別設(shè)于支撐臺(tái)51的左右兩側(cè)。立柱52上設(shè)有旋緊件53，該旋緊件為螺母。橫梁54架設(shè)于左右兩根立柱52之間，位于壓頭4上方。

當(dāng)升降機(jī)構(gòu)為實(shí)施例1的安裝方式時(shí)，升降機(jī)構(gòu)，即液壓千斤頂3置于支撐臺(tái)51和橫梁54之間，旋緊立柱52上的旋緊件53將液壓千斤頂3固定。液壓千斤頂3下方為壓頭4，壓頭4對(duì)應(yīng)土樣盛放裝置1設(shè)置。

當(dāng)升降機(jī)構(gòu)為實(shí)施例2的安裝方式時(shí)，多個(gè)壓頭4置于支撐臺(tái)51和橫梁54之間，旋緊立柱52上的旋緊件53將壓頭4固定。多個(gè)壓頭4對(duì)應(yīng)土樣盛放裝置1設(shè)置。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。