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专利号: 2017106302155
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.间歇性饱水疏干作用下岩土体颗粒试样压缩试验方法,其特征在于:采用如下系统进行试验:该系统包括底座、疏干系统、压缩试验控制系统、数据采集系统和饱水疏干控制系统;

所述底座上设有承压板,所述承压板上安装设有上端开口且采用透明材质制成的容器,所述容器的底面上连接设有水管和用于放置颗粒试样并检测压力值大小的高精度压力计,水管位于所述容器底面的管口处设有滤网;

所述水管上连接设有三通连接头,所述三通连接头的其中一个连接头上连接设有水箱、另一个连接头上连接设有排水管,且所述三通连接头与所述水箱之间设有通水阀门,所述排水管上设有排水阀门;

所述容器内还设有用于疏干颗粒试样的疏干系统,所述疏干系统包括设置在所述容器内的四个疏干单元,四个所述疏干单元分别位于所述容器的四个对角位置处;所述疏干单元包括用于对颗粒试样加热的红外线加热灯,所述承压板上设有用于支撑所述红外线加热灯的灯座;所述红外线加热灯包括聚光灯罩和安装在所述聚光灯罩内的红外线加热灯管;

所述灯座包括固定安装在所述承压板上的灯底座,所述灯底座上设有竖直滑套,所述竖直滑套内与其滑动配合套装设有立杆Ⅰ,所述立杆Ⅰ的顶端套装设有与其滑动配合的直角滑套Ⅰ,所述直角滑套Ⅰ的另一端与其滑动配合套装设有位于所述容器上方的水平杆,所述水平杆的另一端与其滑动配合套装设有直角滑套Ⅱ,所述直角滑套Ⅱ的另一端与其滑动配合套装设有立杆Ⅱ,所述立杆Ⅱ与所述红外线加热灯固定连接;

所述底座的上方设有加载装置,所述加载装置包括设置在容器上方的加载杆和安装在所述加载杆下端并用于对颗粒试样加载的加载板;

所述压缩试验控制系统包括计算机,所述计算机上电连接设有数据采集系统和饱水疏干控制系统;

所述数据采集系统包括数据采集处理器,所述容器外设有用于对颗粒试样摄像的高速摄像仪,两台高速摄像仪位于容器同一个侧壁的两端,并相对于高精度压力计的中心呈轴对称设置;所述高速摄像仪用于采集颗粒试样在间歇性饱水疏干过程中以及加载过程中的变形过程及破坏过程的视频图像;所述容器内设有用于检测温度的温度传感器,所述加载装置内设有用于检测所述加载板位移的位移传感器,所述数据采集处理器分别于所述高精度压力计、高速摄像仪、温度传感器和位移传感器电连接;

所述饱水疏干控制系统包括控制器、用于控制所述通水阀门开闭的通水阀门控制电路、用于控制所述排水阀门开闭的排水阀门控制电路和用于控制所述红外线加热灯开闭的红外加热灯控制电路,所述控制器通过所述通水阀门控制电路和所述排水阀门控制电路分别与所述通水阀门和所述排水阀门电连接,所述控制器通过所述红外加热灯控制电路与所述红外线加热灯电连接;

试验时,包括以下步骤:

1)试验准备阶段:将所述容器清洗干净后,将颗粒试样放置在高精度压力计上,控制加载板向下移动至与颗粒试样刚好接触;

2)试样饱和阶段:通过所述水管向容器内缓慢注入设定容量的水,在设定时间内保持水量,直至颗粒试样的含水率达到饱和状态后,利用水管排出容器内的水;

3)试样疏干阶段:利用所述疏干系统对颗粒试样进行疏干处理,当高精度压力计检测到的压力值稳定后,完成对颗粒试样的疏干处理;

4)循环饱水疏干:循环步骤2)和步骤3)至设定次数;

5)压缩试验:利用所述加载板缓慢向下移动对颗粒试样加载,当颗粒试样破碎后,停止加载,得到颗粒试样的载荷-位移曲线。

2.间歇性饱水疏干作用下岩土体颗粒试样压缩试验系统,其特征在于:包括底座、疏干系统、压缩试验控制系统、数据采集系统和饱水疏干控制系统;

所述底座上设有承压板,所述承压板上安装设有上端开口且采用透明材质制成的容器,所述容器的底面上连接设有水管和用于放置颗粒试样并检测压力值大小的高精度压力计,水管位于所述容器底面的管口处设有滤网;

所述水管上连接设有三通连接头,所述三通连接头的其中一个连接头上连接设有水箱、另一个连接头上连接设有排水管,且所述三通连接头与所述水箱之间设有通水阀门,所述排水管上设有排水阀门;

所述容器内还设有用于疏干颗粒试样的疏干系统,所述疏干系统包括设置在所述容器内的四个疏干单元,四个所述疏干单元分别位于所述容器的四个对角位置处;所述疏干单元包括用于对颗粒试样加热的红外线加热灯,所述承压板上设有用于支撑所述红外线加热灯的灯座;所述红外线加热灯包括聚光灯罩和安装在所述聚光灯罩内的红外线加热灯管;

所述灯座包括固定安装在所述承压板上的灯底座,所述灯底座上设有竖直滑套,所述竖直滑套内与其滑动配合套装设有立杆Ⅰ,所述立杆Ⅰ的顶端套装设有与其滑动配合的直角滑套Ⅰ,所述直角滑套Ⅰ的另一端与其滑动配合套装设有位于所述容器上方的水平杆,所述水平杆的另一端与其滑动配合套装设有直角滑套Ⅱ,所述直角滑套Ⅱ的另一端与其滑动配合套装设有立杆Ⅱ,所述立杆Ⅱ与所述红外线加热灯固定连接;

所述底座的上方设有加载装置,所述加载装置包括设置在容器上方的加载杆和安装在所述加载杆下端并用于对颗粒试样加载的加载板;

所述压缩试验控制系统包括计算机,所述计算机上电连接设有数据采集系统和饱水疏干控制系统;

所述数据采集系统包括数据采集处理器,所述容器外设有用于对颗粒试样摄像的高速摄像仪,两台高速摄像仪位于容器同一个侧壁的两端,并相对于高精度压力计的中心呈轴对称设置;所述高速摄像仪用于采集颗粒试样在间歇性饱水疏干过程中以及加载过程中的变形过程及破坏过程的视频图像;所述容器内设有用于检测温度的温度传感器,所述加载装置内设有用于检测所述加载板位移的位移传感器,所述数据采集处理器分别于所述高精度压力计、高速摄像仪、温度传感器和位移传感器电连接;

所述饱水疏干控制系统包括控制器、用于控制所述通水阀门开闭的通水阀门控制电路、用于控制所述排水阀门开闭的排水阀门控制电路和用于控制所述红外线加热灯开闭的红外加热灯控制电路,所述控制器通过所述通水阀门控制电路和所述排水阀门控制电路分别与所述通水阀门和所述排水阀门电连接,所述控制器通过所述红外加热灯控制电路与所述红外线加热灯电连接。

3.根据权利要求2所述的间歇性饱水疏干作用下岩土体颗粒试样压缩试验系统,其特征在于:所述容器的一侧侧壁设有可开闭的开闭门或所述容器的一侧侧壁设为可滑动的移动侧壁。

4.根据权利要求2所述的间歇性饱水疏干作用下岩土体颗粒试样压缩试验系统,其特征在于:所述容器采用钢化玻璃制成。