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專利名稱：土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土工壓縮試驗(yàn)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)及測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，大型水電站、堤壩、高層建筑的孕育而生，均要求其基礎(chǔ)要有堅(jiān)固的穩(wěn)定性。在工程建筑中，土根據(jù)作用不同承擔(dān)不同的研究對(duì)象。如在土層上修建房屋、橋梁、道路、堤壩時(shí)，土是用來(lái)支承建筑物傳來(lái)的荷載，這時(shí)土是被用作為地基；在修筑路堤、土壩等土工構(gòu)筑物時(shí)，土就是被用作為建筑材料；此外，如隧道、涵洞及地下建筑等，土是作為建筑物周圍的介質(zhì)或環(huán)境。工程中的地基土體在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下產(chǎn)生應(yīng)力和變形。地基的豎直方向變形即為沉降。土體的變形或沉降對(duì)工程安全的穩(wěn)定性至關(guān)重要，是同土的壓縮性能密切相關(guān)的。土體壓縮性包含了兩方面的內(nèi)容:一是壓縮變形量的絕對(duì)大小，亦即沉降量大小，二是壓縮變形隨時(shí)間的變化，即所謂土體固結(jié)的問(wèn)題。路橋工程中 的路堤在本身重力及車輛荷載作用下也會(huì)產(chǎn)生壓縮變形。土的沉降會(huì)對(duì)以下方面造成或多或少的影響，如路面標(biāo)高降低、橋下凈空的減少、路堤開裂、路面不平等影響正常使用和安全隱患。因此，為了確保路橋工程的安全使用，需要確定地基土的變形大小，也需要了解和估計(jì)沉降隨時(shí)間的發(fā)展及其趨于穩(wěn)定的可能性。因?yàn)椴簧俳ㄖこ淌鹿剩ńㄖ飪A斜、建筑物嚴(yán)重下沉、墻體開裂和基礎(chǔ)斷裂等，都是土的壓縮性高或壓縮性不均勻，引起地基嚴(yán)重沉降或不均勻沉降造成的。所以，一項(xiàng)工程中地基土的固結(jié)試驗(yàn)檢測(cè)尤為重要，通過(guò)其對(duì)土的力學(xué)性能測(cè)試，得出為工程設(shè)計(jì)需要的力學(xué)參數(shù)。如今對(duì)土樣進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)的測(cè)試儀器分為兩種。一種是較為傳統(tǒng)的人工加坨式杠桿固結(jié)儀，其優(yōu)點(diǎn)在于不受外界條件的影響，而缺點(diǎn)在于儀器占地面積大，在給土樣每一級(jí)加重時(shí)，均需要人工搬坨、加坨。而一個(gè)勘探孔的土樣固結(jié)試驗(yàn)從幾十組到上百組不等，一個(gè)勘探區(qū)的土樣就會(huì)千余組樣品，試驗(yàn)工作就要投入大量的人力及固結(jié)設(shè)備，而杠桿固結(jié)儀占地面積較大，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的空間造成極大的限制，而工期不忙時(shí)又會(huì)造成了大量的人員、設(shè)備、空間閑置，增加了企業(yè)負(fù)擔(dān)。而另一種是較為先進(jìn)的氣壓式固結(jié)儀，其優(yōu)點(diǎn)在于占地小，勞動(dòng)輕度低，一般3-4人即可完成一項(xiàng)固結(jié)試驗(yàn)，其原理是運(yùn)用氣泵與氣缸相連給土樣下方的承力板施加壓力，并通過(guò)調(diào)壓閥控制每級(jí)的壓力，實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化。但其缺點(diǎn)在于:
I氣泵的最高壓力是有限的，測(cè)試設(shè)備無(wú)法做高壓試驗(yàn)。2氣泵的空壓機(jī)工作無(wú)規(guī)律性，當(dāng)氣壓低于限定值時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，會(huì)使人的心理造成瞬時(shí)緊張，而氣泵工作時(shí)帶來(lái)了很大的噪音，長(zhǎng)時(shí)間工作于此環(huán)境下會(huì)對(duì)人體造成一定的傷害。3氣壓固結(jié)儀查漏不便，當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏氣時(shí)，需要用自制肥皂水沿整個(gè)管路逐一查找，造成了大量的時(shí)間滯后，由于檢測(cè)樣品每級(jí)有嚴(yán)格的時(shí)間規(guī)定，若在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重漏氣，試驗(yàn)無(wú)法正常進(jìn)行，造成土樣力學(xué)性能發(fā)生改變，參數(shù)失真，對(duì)后期施工設(shè)計(jì)造成影響。4氣壓式固結(jié)儀受外界因素影響較多，如停電、調(diào)壓閥、空壓機(jī)等出現(xiàn)故障均會(huì)使整個(gè)試驗(yàn)工作無(wú)法正常進(jìn)行或試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，甚至造成重大檢測(cè)事故。5由于空壓機(jī)輸出壓力低的限制，一般氣壓式固結(jié)儀最多可對(duì)12個(gè)土樣同時(shí)加載試驗(yàn)，而做更多樣品時(shí)就需要購(gòu)置多臺(tái)固結(jié)儀，并配置多個(gè)空壓機(jī)，造成了大量的噪聲污染和成本投入大及占地面積大。因此，研制能夠不受外界環(huán)境影響、低噪音且能實(shí)現(xiàn)人工智能加壓測(cè)試的多功能土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)是所有測(cè)試行業(yè)迫切需求的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)及測(cè)試方法，該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、低成本、受外界環(huán)境影響因素小、噪音低、可擴(kuò)展性強(qiáng)、占地面積小，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低人員數(shù)量及勞動(dòng)強(qiáng)度，低能耗、高效率的優(yōu)勢(shì)目的。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，包括依次首尾連接的壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、試樣測(cè)試裝置，所述儲(chǔ)能裝置包括串聯(lián)在一起的大儲(chǔ)能器和小儲(chǔ)能器，上述兩儲(chǔ)能器之間設(shè)置有調(diào)壓裝置，所述壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、試樣測(cè)試裝置、調(diào)壓裝置均單獨(dú)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又通過(guò)數(shù)據(jù)線連接至數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。所述壓力加載裝置由電動(dòng)液壓試壓泵與人工腳踏泵以并聯(lián)的方式連接組成，電動(dòng)液壓試壓泵上自帶可控壓力表，電動(dòng)液壓試壓泵一端與自動(dòng)開關(guān)閥門連接，另一端與水箱連接，人工腳踏泵一端與數(shù)顯壓力表及手動(dòng)開關(guān)閥門通過(guò)耐壓管線連接，另一端與水箱連接。所述大儲(chǔ)能器具有一個(gè)直通接口和一個(gè)三通接口，直通接口與壓力加載裝置連接，三通接口分別連接到六通閥閥口上和通過(guò)與手動(dòng)調(diào)壓閥串聯(lián)接入六通閥其中一個(gè)六通閥閥口上；小儲(chǔ)能器具有兩個(gè)直通接口，一個(gè)直通接口直接接入六通閥其中一個(gè)六通閥閥口上，另一個(gè)直通接口通過(guò)總?cè)雺洪y與試樣測(cè)試裝置相連，所述六通閥上還具有一個(gè)用作排水排氣的六通閥閥口。所述調(diào)壓裝置分為自動(dòng)調(diào)壓裝置和手動(dòng)調(diào)壓裝置，手動(dòng)調(diào)壓裝置包括手動(dòng)調(diào)壓閥，自動(dòng)調(diào)壓裝置由數(shù)顯智能儀表、電磁閥和壓力傳感器組成，所述的數(shù)顯智能儀表后置接口分別與電磁閥和壓力傳感器相連接，電磁閥輸入口與六通閥其中一個(gè)六通閥閥口連接，電磁閥輸出口與三通短接連接，三通短接其余兩個(gè)接口分別與壓力傳感器連接和與小儲(chǔ)能器連接。所述試樣測(cè)試裝置有多條測(cè)試分路，每條測(cè)試分路由多臺(tái)單聯(lián)固結(jié)儀串聯(lián)組成，單聯(lián)固結(jié)儀通過(guò)反力架固定于試驗(yàn)臺(tái)上，單聯(lián)固結(jié)儀底部為靜載缸體，靜載缸體圓周對(duì)稱位置分別連接有單體入壓閥和單體泄壓閥，所述入壓閥連接儲(chǔ)能裝置，所述泄壓閥連接至水箱，靜載缸體內(nèi)與動(dòng)載活塞通過(guò)密封O圈滑動(dòng)接觸，動(dòng)載活塞能在靜載缸體內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)載活塞與自身上方的加荷托盤螺紋連接，加荷托盤上放置承樣盤，承樣盤一側(cè)螺紋連接可旋轉(zhuǎn)固定架，具有數(shù)據(jù)輸出功能的百分表夾持在可旋轉(zhuǎn)固定架上，百分表測(cè)針與位移過(guò)渡桿接觸，所述試樣測(cè)試裝置中的所有儀表均通過(guò)數(shù)據(jù)線連接于數(shù)據(jù)采集裝置上。所述承樣盤底面設(shè)置凹槽，使加荷托盤剛好放入凹槽內(nèi)；承樣盤底面內(nèi)側(cè)也具有凹槽，使大透水石放置槽內(nèi)，環(huán)刀放置在大透水石中心位置上，檢測(cè)樣品置于環(huán)刀內(nèi)，與環(huán)刀等聞。所述環(huán)刀為環(huán)形中空結(jié)構(gòu)，小透水石放置于檢測(cè)樣品上與環(huán)刀內(nèi)壁中空結(jié)構(gòu)剛好接觸，小透水石上部為上蓋，上蓋頂部為半球形，球面中心處具有通孔并貫穿上蓋的頂和底，該通孔軸線與上蓋的中心軸線相一致。所述反力架的橫梁中心處設(shè)有通孔。所述位移過(guò)渡桿貫穿于反力架橫梁和試樣上蓋中且與小透水石接觸。為了達(dá)成上述另一目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試的方法，其步驟為:
檢測(cè)時(shí)，均需將制備好的樣品放入承樣盒中，蓋上檢測(cè)樣品上蓋，將位移過(guò)渡桿從反力架上梁中心小孔穿過(guò)與樣品上蓋頂部接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)表架，使千分表表針與位移過(guò)渡桿頂頭接觸；
當(dāng)采用自動(dòng)測(cè)試時(shí)，關(guān)閉手動(dòng)開關(guān)閥，打開自動(dòng)開關(guān)閥，關(guān)閉用作排水排氣的六通閥閥口以及連接手動(dòng)調(diào)壓裝置的六通閥閥口，其它閥口為開啟狀態(tài)；當(dāng)采用手動(dòng)測(cè)試時(shí)，開啟手動(dòng)開關(guān)閥，關(guān)閉自動(dòng)開關(guān)閥，關(guān)閉用作排水排氣的六通閥閥口、連接自動(dòng)調(diào)壓裝置的六通閥閥口以及連接大儲(chǔ)能器的六通閥閥口，其它閥口為開啟狀態(tài)；
第一種情況:當(dāng)檢測(cè)樣品樣品較多時(shí)，將總進(jìn)水閥、總泄流閥及各支線進(jìn)水總閥、各支線總泄流閥以及各個(gè)個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥打開，采用自動(dòng)測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)數(shù)顯智能儀表為設(shè)定壓力與對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓時(shí)間以及可控壓力表，開動(dòng)電動(dòng)液壓試壓泵為管路輸水，排除管路中及各個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀缸體中的氣體，水箱中無(wú)泄流總管路排除氣泡時(shí)，關(guān)閉總泄流閥，各支線總泄流閥，開始進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)將通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)采集裝置，通過(guò)數(shù)據(jù)處理及顯示裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示，檢測(cè)完畢后，關(guān)閉電動(dòng)液壓試壓泵，開啟總泄流閥，各支線總泄流閥，進(jìn)行泄壓；
第二種情況:當(dāng)樣品較少時(shí)，將總進(jìn)水閥、總泄流閥及支線進(jìn)水總閥、支線總泄流閥、支線上需要用到的個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥打開，其余支線進(jìn)水總閥、支線總泄流閥、以及支線上不被用到的個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥關(guān)閉，調(diào)節(jié)數(shù)顯智能儀表為設(shè)定壓力與對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓時(shí)間，以及可控壓力表，開動(dòng)電動(dòng)液壓試壓泵進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；
第三種情況:當(dāng)檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)某個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀漏水時(shí)，可將個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥關(guān)閉，不影響其它樣品的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；
第四種情況:當(dāng)遭遇停電或野外檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用手動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)通過(guò)千分表上反應(yīng)的數(shù)據(jù)抄寫在紙制記錄上。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、自動(dòng)化程度高，采用數(shù)顯智能儀表，對(duì)樣品進(jìn)行對(duì)應(yīng)時(shí)間的加載控制，采用數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。2、受外界環(huán)境影響因素小，不受停電及設(shè)備發(fā)生故障的影響，具有自動(dòng)和手動(dòng)兩套檢測(cè)系統(tǒng)。3、低噪音，采用電動(dòng)液壓試壓泵進(jìn)行系統(tǒng)加壓，實(shí)現(xiàn)了低噪音。
4、低成本、可擴(kuò)展性強(qiáng)、占地面積小，可串聯(lián)多個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀，投入成本小，工作效率高。5、查漏方便，克服了氣壓泵查漏不方便的特點(diǎn)，漏點(diǎn)可視化。6、可施加高壓，采用電動(dòng)液壓試壓泵，實(shí)現(xiàn)了低、中、高壓一體化。具體來(lái)說(shuō)，壓力加壓裝置由手動(dòng)高壓加壓泵和電動(dòng)高壓試壓泵并聯(lián)組成，可分別獨(dú)立對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行供壓；儲(chǔ)能裝置由大小不同儲(chǔ)量的儲(chǔ)能器構(gòu)成，大儲(chǔ)能器與壓力加載裝置通過(guò)耐壓管線串聯(lián)，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行壓力補(bǔ)償和儲(chǔ)能，小儲(chǔ)能器通過(guò)供壓管線與試樣測(cè)試裝置串聯(lián)，對(duì)試樣測(cè)試部分進(jìn)行壓力補(bǔ)償和儲(chǔ)能。調(diào)壓裝置分為數(shù)顯自動(dòng)和人工手動(dòng)兩種，通過(guò)六通閥連接入管路中，輸入端與大儲(chǔ)能器連接，輸出端與小儲(chǔ)能器連接，為試樣測(cè)試裝置提供可控、平穩(wěn)蓄能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由電腦、數(shù)據(jù)集線盒、帶數(shù)據(jù)接口的位移傳感器組成，將測(cè)量得到的土壓縮位移值通過(guò)數(shù)據(jù)集線盒存入電腦中。本發(fā)明主要應(yīng)用于飽和土的低-中-高壓固結(jié)壓縮試驗(yàn)，另外結(jié)合數(shù)字化量測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集裝置，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。高壓管線與供壓管線通過(guò)可控高壓調(diào)壓閥絲扣連接在兩端；供壓管線端口與試樣測(cè)試裝置相連，試樣測(cè)試裝置由多條分支測(cè)試臺(tái)并聯(lián)組成，每個(gè)分支測(cè)試臺(tái)由多臺(tái)固結(jié)儀串聯(lián)起來(lái)。固結(jié)儀底部為靜載缸體、圓周對(duì)稱位置分別設(shè)置入壓閥和泄壓閥，靜載缸體內(nèi)與動(dòng)載活塞通過(guò)密封O圈滑動(dòng)接觸，動(dòng)載活塞通過(guò)傳壓桿與加荷盤固結(jié)連接，動(dòng)載活塞可在靜載缸體內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加荷盤上的試樣盒內(nèi)的試樣通過(guò)反力架進(jìn)行試樣的加壓與泄壓，試樣在各級(jí)荷載下不同時(shí)間的壓縮量通過(guò)測(cè)微表?xiàng)U支撐臺(tái)(位移過(guò)渡桿)上的百分表指針讀數(shù)來(lái)顯示。固結(jié)試驗(yàn)測(cè)試，串聯(lián)管線分為供壓管路和泄壓管路，分別絲扣連接于固結(jié)儀的入壓閥和泄壓閥。


圖1為本發(fā)明的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、千分表；2、表架；3、反力架支柱；4、承樣盒；5、加荷托盤；6、個(gè)體進(jìn)水閥；
7、位移過(guò)渡桿；8、透水石；9、靜載缸體；10、個(gè)體泄流閥；11、進(jìn)水三通；12、動(dòng)載活塞；13、總進(jìn)水閥；14、小儲(chǔ)能器；15、數(shù)顯智能儀表；16、壓力傳感器；17、電磁閥；18、樣品上蓋；19、三通短接；20、環(huán)刀；21、22、23、25、26、27、六通閥閥口 ；24、反力架上梁；28、數(shù)顯壓力表；29、手動(dòng)調(diào)壓閥；30、大儲(chǔ)能器；31、手動(dòng)開關(guān)閥；32、人工腳踏栗；33、自動(dòng)開關(guān)閥；34、可控壓力表；35、電動(dòng)液壓試壓泵；36、水箱；37、數(shù)據(jù)處理及顯示裝置；38、數(shù)據(jù)采集裝置；39、數(shù)據(jù)線；40、泄流三通；41、第一支線泄流總閥；42、第二支線泄流總閥；43、第一支線進(jìn)水總閥；44、第二支線進(jìn)水總閥；45、總泄流閥；46、數(shù)顯壓力表；47、單聯(lián)固結(jié)儀；48、工作臺(tái)；49、密封O圈。
具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，配合

如下，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。根據(jù)圖1所示，土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，包括試樣測(cè)試裝置、壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、調(diào)壓裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。壓力加載裝置由電動(dòng)液壓試壓泵35與人工腳踏泵32以并聯(lián)的方式接入管路中組成，電動(dòng)液壓試壓泵35上自帶可控壓力表34，一端與自動(dòng)開關(guān)閥門33連接，另一端與水箱36連接，人工腳踏泵32 —端與數(shù)顯壓力表46及手動(dòng)開關(guān)閥門31通過(guò)耐壓管線絲扣連接，另一端與水箱36連接；大儲(chǔ)能器30具有一個(gè)直通接口和一個(gè)三通接口，直通接口與壓力加載裝置連接，儲(chǔ)能裝置由大儲(chǔ)能器30和小儲(chǔ)能器14組成，大儲(chǔ)能器30具有一個(gè)直通接口和一個(gè)三通接口，直通接口與壓力加載裝置連接，三通接口分別連接到六通閥閥口 25上，和通過(guò)與手動(dòng)調(diào)壓閥29串聯(lián)接入六通閥閥口 26上，小儲(chǔ)能器14具有兩個(gè)直通接口，一個(gè)直接接入六通閥閥口 22上，另一個(gè)與通過(guò)總?cè)雺洪y13串聯(lián)后與試樣測(cè)試裝置相連；調(diào)壓裝置分為自動(dòng)調(diào)壓和手動(dòng)調(diào)壓，手動(dòng)調(diào)壓由手動(dòng)調(diào)壓閥29組成，自動(dòng)調(diào)壓由數(shù)顯智能儀表15、電磁閥17和壓力傳感器16組成，電磁閥17 —端與六通閥閥口 21連接，另一端與三通短接19絲扣連接，三通短接19其余兩個(gè)接口分別與壓力傳感器16絲扣連接，和與小儲(chǔ)能器14通過(guò)管路連接到一起；試樣測(cè)試裝置有多條測(cè)試分路，每條測(cè)試分路由多臺(tái)單聯(lián)固結(jié)儀47串聯(lián)組成，單聯(lián)固結(jié)儀47通過(guò)反力架3絲扣固定于試驗(yàn)臺(tái)48上，固結(jié)儀底部為靜載缸體9、圓周對(duì)稱位置分別連接有單體入壓閥6和單體泄壓閥10，靜載缸體9內(nèi)與動(dòng)載活塞12通過(guò)密封O圈49滑動(dòng)接觸，可在靜載缸體9內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)載活塞12與加荷托盤5螺紋連接，加荷托盤5上放置承樣盤4，其一側(cè)螺紋連接可旋轉(zhuǎn)固定架2，具有數(shù)據(jù)輸出功能的百分表47夾持在可旋轉(zhuǎn)固定架2上，百分表測(cè)針與位移過(guò)渡桿7接觸，各表數(shù)據(jù)線匯聚于數(shù)據(jù)采集裝置38上，再通過(guò)數(shù)據(jù)線傳送給數(shù)據(jù)處理及顯示裝置37上。所述的承樣盤4，底面為凹槽，可使加荷托盤5剛好放入槽內(nèi)，承樣盤4底面內(nèi)側(cè)具有凹槽，可使大透水石放置槽內(nèi)，環(huán)刀放置在大透水石中心位置上，檢測(cè)樣品置于環(huán)刀內(nèi)，與環(huán)刀等高。所述的反力架3，橫梁中心處設(shè)有通孔。所述的制作好的檢測(cè)樣品，置于環(huán)刀內(nèi)，環(huán)刀環(huán)置于大透水石上，且其為環(huán)形中空結(jié)構(gòu)，小透水石放置于試樣上，可與環(huán)刀內(nèi)壁中空結(jié)構(gòu)剛好接觸，小透水石上部為上蓋，上蓋頂部為半球形，球面中心處具有通孔，貫穿上蓋的頂和底，且通孔位于上蓋的中心軸線上。所述的位移過(guò)渡桿7，可貫穿于反力架3橫梁和試樣上蓋，與小透水石接觸。所述的六通閥口 23為排水排氣閥。所述的數(shù)顯智能儀表15后置接口與電磁閥17和壓力傳感器16相連接，電磁閥17輸出口與傳感器16通過(guò)三通絲扣連接在一起。可通過(guò)在數(shù)顯智能儀表上設(shè)置階段時(shí)間與對(duì)應(yīng)的持壓力值所述的電動(dòng)液壓試壓泵35，可通過(guò)自帶的可控壓力表34設(shè)置的壓力值，控制電動(dòng)液壓試壓泵的工作與停止。操作過(guò)程:
檢測(cè)時(shí)，均需將制備好的樣品放入承樣盒4中，蓋上樣品上蓋18，將位移過(guò)渡桿7從反力架上梁24中心小孔穿過(guò)與樣品上蓋18頂部接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)表架2，使千分表I表針與位移過(guò)渡桿7頂頭接觸。當(dāng)采用自動(dòng)測(cè)試時(shí)，關(guān)閉手動(dòng)開關(guān)閥31，打開自動(dòng)開關(guān)閥33，關(guān)閉六通閥口 26、23，其它閥口為開啟狀態(tài)。當(dāng)采用手動(dòng)測(cè)試時(shí)，開啟手動(dòng)開關(guān)閥31，關(guān)閉自動(dòng)開關(guān)閥33，關(guān)閉六通閥口 21、25、23，其它閥口為開啟狀態(tài)。
第一種情況:當(dāng)樣品較多時(shí)，將總進(jìn)水閥13、總泄流閥45及各支線進(jìn)水總閥43、44，各支線總泄流閥41、42，以及各個(gè)個(gè)體進(jìn)水閥6，泄流閥10打開，采用自動(dòng)測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)數(shù)顯智能儀表15為設(shè)定壓力與對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓時(shí)間，以及可控壓力表34，開動(dòng)電動(dòng)液壓試壓泵35為管路輸水，排除管路中及各個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀47缸體中的氣體，水箱36中無(wú)泄流總管路排除氣泡時(shí)，關(guān)閉總泄流閥45，各支線總泄流閥41、42，開始進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)將通過(guò)數(shù)據(jù)線39傳輸給數(shù)據(jù)采集裝置38，通過(guò)顯示裝置37進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示，檢測(cè)完畢后，關(guān)閉電動(dòng)液壓試壓泵35，開啟總泄流閥45，各支線總泄流閥41、42，進(jìn)行泄壓。第二種情況:當(dāng)樣品較少時(shí)，將總進(jìn)水閥13、總泄流閥45及支線進(jìn)水總閥43，支線總泄流閥41，以及支線上需要用到的個(gè)體進(jìn)水閥6，泄流閥10打開，其余支線進(jìn)水總閥42，支線總泄流閥44，以及支線上不被用到的個(gè)體進(jìn)水閥6，泄流閥10關(guān)閉，調(diào)節(jié)數(shù)顯智能儀表15為設(shè)定壓力與對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓時(shí)間，以及可控壓力表34，開動(dòng)電動(dòng)液壓試壓泵35進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。第三種情況:當(dāng)檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)某個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀漏水時(shí)，可將個(gè)體進(jìn)水閥6，泄流閥10關(guān)閉，不影響其它樣品的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。第四種情況:當(dāng)遭遇停電或野外檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可采用手動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)通過(guò)千分表I上反應(yīng)的數(shù)據(jù)抄寫在紙制記錄上。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運(yùn)用本發(fā)明的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，包括依次首尾連接的壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、試樣測(cè)試裝置，所述儲(chǔ)能裝置包括串聯(lián)在一起的大儲(chǔ)能器和小儲(chǔ)能器，上述兩儲(chǔ)能器之間設(shè)置有調(diào)壓裝置，所述壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、試樣測(cè)試裝置、調(diào)壓裝置均單獨(dú)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又通過(guò)數(shù)據(jù)線連接至數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力加載裝置由電動(dòng)液壓試壓泵與人工腳踏泵以并聯(lián)的方式連接組成，電動(dòng)液壓試壓泵上自帶可控壓力表，電動(dòng)液壓試壓泵一端與自動(dòng)開關(guān)閥門連接，另一端與水箱連接，人工腳踏泵一端與數(shù)顯壓力表及手動(dòng)開關(guān)閥門通過(guò)耐壓管線連接，另一端與水箱連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述大儲(chǔ)能器具有一個(gè)直通接口和一個(gè)三通接口，直通接口與壓力加載裝置連接，三通接口分別連接到六通閥閥口上和通過(guò)與手動(dòng)調(diào)壓閥串聯(lián)接入六通閥其中一個(gè)六通閥閥口上；小儲(chǔ)能器具有兩個(gè)直通接口，一個(gè)直通接口直接接入六通閥其中一個(gè)六通閥閥口上，另一個(gè)直通接口通過(guò)總?cè)雺洪y與試樣測(cè)試裝置相連，所述六通閥上還具有一個(gè)用作排水排氣的六通閥閥口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)壓裝置分為自動(dòng)調(diào)壓裝置和手動(dòng)調(diào)壓裝置，手動(dòng)調(diào)壓裝置包括手動(dòng)調(diào)壓閥，自動(dòng)調(diào)壓裝置由數(shù)顯智能儀表、電磁閥和壓力傳感器組成，所述的數(shù)顯智能儀表后置接口分別與電磁閥和壓力傳感器相連接，電磁閥輸入口與六通閥其中一個(gè)六通閥閥口連接，電磁閥輸出口與三通短接連接，三通短接其余兩個(gè)接口分別與壓力傳感器連接和與小儲(chǔ)能器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述試樣測(cè)試裝置有多條測(cè)試分路，每條測(cè)試分路由多臺(tái)單聯(lián)固結(jié)儀串聯(lián)組成，單聯(lián)固結(jié)儀通過(guò)反力架固定于試驗(yàn)臺(tái)上，單聯(lián)固結(jié)儀底部為靜載缸體，靜載缸體圓周對(duì)稱位置分別連接有單體入壓閥和單體泄壓閥，所述入壓閥連接儲(chǔ)能裝置，所述泄壓閥連接至水箱，靜載缸體內(nèi)與動(dòng)載活塞通過(guò)密封O圈滑動(dòng)接觸，動(dòng)載活塞能在靜載缸體內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)載活塞與自身上方的加荷托盤螺紋連接，加荷托盤上放置承樣盤，承樣盤一側(cè)螺紋連接可旋轉(zhuǎn)固定架，具有數(shù)據(jù)輸出功能的百分表夾持在可旋轉(zhuǎn)固定架上，百分表測(cè)針與位移過(guò)渡桿接觸，所述試樣測(cè)試裝置中的所有儀表均通過(guò)數(shù)據(jù)線連接于數(shù)據(jù)采集裝置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述承樣盤底面設(shè)置凹槽，使加荷托盤剛好放入凹槽內(nèi)；承樣盤底面內(nèi)側(cè)也具有凹槽，使大透水石放置槽內(nèi)，環(huán)刀放置在大透水石中心位置上，檢測(cè)樣品置于環(huán)刀內(nèi)，與環(huán)刀等高。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)刀為環(huán)形中空結(jié)構(gòu)，小透水石放置于檢測(cè)樣品上與環(huán)刀內(nèi)壁中空結(jié)構(gòu)剛好接觸，小透水石上部為上蓋，上蓋頂部為半球形，球面中心處具有通孔并貫穿上蓋的頂和底，該通孔軸線與上蓋的中心軸線相一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述反力架的橫梁中心處設(shè)有通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述位移過(guò)渡桿貫穿于反力架橫梁和試樣上蓋中且與小透水石接觸。
10.用權(quán)利要求1- 9任意一項(xiàng)所述土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試的方法，其步驟為:檢測(cè)時(shí)，均需將制備好的樣品放入承樣盒中，蓋上檢測(cè)樣品上蓋，將位移過(guò)渡桿從反力架上梁中心小孔穿過(guò)與樣品上蓋頂部接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)表架，使千分表表針與位移過(guò)渡桿頂頭接觸； 當(dāng)采用自動(dòng)測(cè)試時(shí)，關(guān)閉手動(dòng)開關(guān)閥，打開自動(dòng)開關(guān)閥，關(guān)閉用作排水排氣的六通閥閥口以及連接手動(dòng)調(diào)壓裝置的六通閥閥口，其它閥口為開啟狀態(tài)；當(dāng)采用手動(dòng)測(cè)試時(shí)，開啟手動(dòng)開關(guān)閥，關(guān)閉自動(dòng)開關(guān)閥，關(guān)閉用作排水排氣的六通閥閥口、連接自動(dòng)調(diào)壓裝置的六通閥閥口以及連接大儲(chǔ)能器的六通閥閥口，其它閥口為開啟狀態(tài)； 第一種情況:當(dāng)檢測(cè)樣品樣品較多時(shí)，將總進(jìn)水閥、總泄流閥及各支線進(jìn)水總閥、各支線總泄流閥以及各個(gè)個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥打開，采用自動(dòng)測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)數(shù)顯智能儀表為設(shè)定壓力與對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓時(shí)間以及可控壓力表，開動(dòng)電動(dòng)液壓試壓泵為管路輸水，排除管路中及各個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀缸體中的氣體，水箱中無(wú)泄流總管路排除氣泡時(shí)，關(guān)閉總泄流閥，各支線總泄流閥，開始進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)將通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)采集裝置，通過(guò)數(shù)據(jù)處理及顯示裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示，檢測(cè)完畢后，關(guān)閉電動(dòng)液壓試壓泵，開啟總泄流閥，各支線總泄流閥，進(jìn)行泄壓； 第二種情況:當(dāng)樣品較少時(shí)，將總進(jìn)水閥、總泄流閥及支線進(jìn)水總閥、支線總泄流閥、支線上需要用到的個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥打開，其余支線進(jìn)水總閥、支線總泄流閥、以及支線上不被用到的個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥關(guān)閉，調(diào)節(jié)數(shù)顯智能儀表為設(shè)定壓力與對(duì)應(yīng)穩(wěn)壓時(shí)間，以及可控壓力表，開動(dòng)電動(dòng)液壓試壓泵進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)； 第三種情況:當(dāng)檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)某個(gè)單聯(lián)固結(jié)儀漏水時(shí)，可將個(gè)體進(jìn)水閥、泄流閥關(guān)閉，不影響其它樣品的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)； 第四種情況:當(dāng)遭遇停電或野外檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用手動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)通過(guò)千分表上反應(yīng)的數(shù)據(jù)抄寫在紙制記錄上 。
全文摘要
本發(fā)明公開了土工壓縮試驗(yàn)液壓系統(tǒng)及測(cè)試方法，其中系統(tǒng)包括依次首尾連接的壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、試樣測(cè)試裝置，所述儲(chǔ)能裝置包括串聯(lián)在一起的大儲(chǔ)能器和小儲(chǔ)能器，上述兩儲(chǔ)能器之間設(shè)置有調(diào)壓裝置，所述壓力加載裝置、儲(chǔ)能裝置、試樣測(cè)試裝置、調(diào)壓裝置均單獨(dú)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又通過(guò)數(shù)據(jù)線連接至數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。本發(fā)明自動(dòng)化程度高、低成本、受外界環(huán)境影響因素小、噪音低、可擴(kuò)展性強(qiáng)、占地面積小，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低人員數(shù)量及勞動(dòng)強(qiáng)度，低能耗、高效率的優(yōu)勢(shì)目的。
文檔編號(hào)G01N3/10GK103091160SQ20131006164
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者楊冬鵬, 佟全志, 佟胤錚, 趙玉權(quán), 王茺, 楊樹學(xué) 申請(qǐng)人:遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院