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原文传递一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置及方法

专利名称：	一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置及方法
摘要：	本发明公开了一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置及方法，包括动力供压单元和测量单元；动力供压单元与测量单元连接为测量单元提供压力，且动力供压单元设置液压表，用于测量液压；测量单元包括容器和抗剪强度测量机构；容器内设置滑套密封机构将容器内部一分为二；容器内的空间包括空间一和空间二，动力供压单元与空间二连通，抗剪强度测量机构安装在容器上并伸入到空间一中，空间一的侧壁上设置滤水件和通水孔；抗剪强度测量机构包括剪切板和板杆，剪切板上设置若干剪切片，板杆与容器固定且连接处进行密封处理。本发明可测量重塑土中的水压力、土压力；测量出来的抗剪强度未经过土样应力释放的过程，测量结果更准确，具有较大的推广前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国电建集团铁路建设有限公司
发明人：	王国义;陈建乐;叶至盛;文仁广;彭智辉;王富隆;王小健;南快飞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910778460.X
公开号：	CN110398426A
代理机构：	成都拓荒者知识产权代理有限公司
代理人：	邹广春
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100044 北京市海淀区车公庄西路22号
主权项：	1.一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：包括动力供压单元和测量单元；动力供压单元与测量单元连接为测量单元提供压力，且动力供压单元设置液压表，用于测量液压；测量单元包括容器和抗剪强度测量机构；容器内设置滑套密封机构将容器内部一分为二；容器内的空间包括空间一和空间二，动力供压单元与空间二连通，抗剪强度测量机构安装在容器上并伸入到空间一中，空间一的侧壁上设置滤水件和通水孔；抗剪强度测量机构包括剪切板和板杆，剪切板上设置若干剪切片，板杆与容器固定且连接处进行密封处理。 2.根据权利要求1所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：滑套密封机构包括滑套板、密封环和压板；密封环套在滑套板上，压板与滑套板固定。 3.根据权利要求2所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：滑套密封机构还包括橡胶圈和支撑隔套；支撑隔套、橡胶圈和密封环共同构成一个密封组合，滑套板上至少设置一个密封组合；滑套板的外侧设置一个向下的阶梯结构，密封组合安装在阶梯结构处，密封组合安装完成后，通过压板固定。 4.根据权利要求1所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：容器包括钢筒、上盖板和下盖板，其中，上盖板包括第一上盖板和第二上盖板，第一上盖板与钢筒通过第一密封圈进行密封；抗剪强度测量机构还包括密封板，密封板与板杆呈十字，密封板上设置螺纹孔和密封槽；板杆穿过第一上盖板后，通过在密封槽内安装第二密封圈保证密封性，通过第二螺栓或者螺钉进行固定。 5.根据权利要求4任一所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：钢筒的上下均设置外延，上盖板通过第一螺栓与钢筒固定，下盖板通过第三螺栓与钢筒固定。 6.根据权利要求1-5任一所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：滤水件为滤水纸，滤水纸设置在容器内壁上，滤水纸覆盖侧壁上的通水孔；在容器的外壁上设置一个过水通道，过水通道分别连接第一管道和第二管道，在第一管道上安装水压表。 7.根据权利要求6所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：过水通道连接的第一管道上设置第二截止阀；第二管道上安装第三截止阀，第二管道的端部连接至量筒。 8.根据权利要求1所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量模拟装置，其特征在于：空间二通过管道连接第四截止阀。 9.一种土的抗剪强度与水土压力测量方法，其特征在于，包括：水土压力测量步骤：动力供压单元向空间二供水、液压油或者其他液体，滑套密封机构挤压空间一的内部空间，空间一中的重塑土中的自由水经滤水纸、通水孔进入过水通道，然后经第二截止阀进入水压表，水压表显示此时的重塑土中自由水压力值；调节手动调压阀可查看不同外部压力下重塑土中的自由水压力值，根据空间二内的液体压力、滑套密封机构的摩擦力、水压表显示的自由水压力值可计算出重塑土的土压力值；抗剪强度测量步骤：通过调节调压阀将空间二内液体加压至所需压力，打开第三截止阀，重塑土中自由水流出，当重塑土中水含量达到需求值时关闭第三截止阀，静止加压一段时间使重塑土固结，将第二螺栓拆下，使用测量扭矩装置按十字板试验测量规定转动板杆对重塑土样进行抗剪强度试验，得到重塑土含水率一定条件下的重塑土抗剪强度。 10.根据权利要求9所述的一种土的抗剪强度与水土压力测量方法，其特征在于：钢筒沿侧壁钻多个通水孔，外部采用过水通道将水收集，过水通道一个开口接第二截止阀，一个开口接第三截止阀；滤水纸安装在通水孔或者钢筒的内壁上；滑套密封机构包括滑套板、支撑隔套、O形橡胶圈、PTFE材料密封环、压板、第三螺栓；滑套密封机构安装过程如下：在滑套板上依次安装由支撑隔套、密封环、O形橡胶圈组成的密封组合；滑套板至少对应安装一个密封组合，密封组合安装完成以后，最后安装压板，用第四螺栓将压板与滑套板固定；十字装置包括板杆、密封板以及板杆端部安装的十字板，安装十字装置的步骤如下：将第二密封圈安装在密封槽内，密封板与第一上盖板接触的面涂抹润滑脂，板杆穿过密封板中间孔，使用第二螺栓与密封板固定；将第一密封圈安装在钢筒上，使用第一螺栓将第一上盖板和钢筒固定；将十字装置按以上步骤安装并将钢筒翻转180°放置，将第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀关闭；密封板与重塑土接触面涂抹润滑脂，钢筒内壁上滑套密封机构的滑行范围内涂抹润滑脂；重塑土的土、水含量事先记录下来，将含有水的搅拌均匀的重塑土放入空间一内，滑套密封机构经空间二安装入钢筒内，并与重塑土面接触；第三密封圈安装在钢筒的密封槽内，采用第三螺栓将下盖板和钢筒固定；将第一截止阀打开，启动电机带动液压泵旋转，液压泵将储液箱中低压液体经滤芯吸入液压泵内，形成高压液体经管路、第一截止阀进入空间二内并充满、加压；通过查看液压表可手动调节调压阀来调节空间二内液体压力值，多余液体经手动调压阀流回储液箱；空间二内的有压液体对滑套密封机构产生压力，滑套密封机构向空间一内移动，对重塑土进行挤压，形成外部压力；将钢筒8翻转180°，在第二管道的端部安装量筒；重塑土水土压力测量与计算：第二将截止阀打开，重塑土内的自由水经滤水纸、通水孔进入小空间的过水通道，然后经第二截止阀进入水压表，水压表显示此时的重塑土中自由水压力值；根据水压表显示的自由水压力值可计算出重塑土的土压力值；外部压力作用下重塑土抗剪强度测量：通过手动调节手动调压阀将空间二内液体加压至所需压力，打开第三截止阀，重塑土中自由水流出，当重塑土中水含量达到需求值时关闭第三截止阀，静止加压一段时间使重塑土固结；将第二螺栓拆下，使用测量扭矩装置按十字板试验测量规定转动十字装置对重塑土样进行抗剪强度试验，得到重塑土抗剪强度。
所属类别：	发明专利