土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土体的贯入阻力测量技术领域，具体是一种土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置。
【背景技术】
[0002]在现代工程勘探中所面临的土体状态日趋复杂，能够快速对不同状态下土体进行测定和评价成为工程施工前期的重要环节，而贯入阻力是评价土体性能的一项重要的指标，贯入阻力是指触探探头贯入土层中所受到的阻力，土体贯入阻力的测量可以快速评价土的状态，确定承载力、压缩摸量、液性指数、抗剪强度等相关参数。贯入阻力的测量方便快捷，具有较高的测量精度，可以降低土体试验参数的测量难度。因此测量土体在不同条件下的贯入阻力也为研究土体在多种状态下的性能提供了有效的途径。
[0003]目前由于原位测试仪器尺寸较大对有限厚度的土体无法取得代表性的数据，所以无法直接采用原位测试仪器对土工模型试验的土体进行测量。测量贯入阻力的室内试验装置大部分都是使用单个探头进行逐点分别测试，其局限性导致试验中操作误差较大，操作繁琐，同时也并未考虑对土体在不同状态下的贯入阻力进行综合测量，一般需要多个仪器共同完成单个状态下土体贯入阻力的测量，致使试验并不能通过快速模拟工程中土体的多种状态从而来获取多组不同的贯入阻力数据，其研究的精度及效率并不能很好的适应当今工程勘探的需求。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种方便、快捷的土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置，包括筒体，所述筒体由上筒体和下筒体一体或者分体构成;所述上筒体内设置剪切板，所述剪切板通过剪切板动力轴悬吊于上筒体内，所述剪切板动力轴通过螺纹配合穿过设于上筒体顶面的固定螺纹孔，其顶端连接扭动把手;所述上筒体外周设置连接环，所述连接环内水平安装有若干B型连接杆和对称设置的两个A型连接杆，所述A型连接杆和B型连接杆的自由端均安装微型贯入仪，所述微型贯入仪通过开设于上筒体筒壁上的条形槽伸入至上筒体内。
[0006]所述微型贯入仪的数据线通过A型连接杆及B型连接杆的内部导线与连接环的内部导线相连;所述连接环通过导线与数据采集系统相连。
[0007]所述下筒体置于底座上，所述底座上对称竖直设置有位于下筒体外的两根固定轴杆，两根固定轴杆的上端分别穿过相应位置的A型连接杆，所述固定轴杆上套装回力弹簧；所述底座上竖直设置有位于下筒体外的刻度尺。
[0008]所述下筒体上设有可开启的舱门，所述下筒体及舱门顶部设有环形固板卡槽，所述环形固板卡槽嵌固压土板;所述舱门下部两侧分别有通气管与排水管所穿过的孔道，所述通气管外端与位于下筒体外部的气阀相连、其内端与位于下筒体内部的气囊相连，所述气囊位于土体托盘的下部;所述排水管外端与位于下筒体外部的量筒相连、其内端与位于下筒体内部的土体托盘相连，所述排水管上装有排/止水阀；所述舱门上刻有标尺。
[0009]通过如上装置测量土体在多种状态下贯入阻力的使用方法如下:
(1)、制备试样。
[0010](2)、通过把手打开舱门并在下筒体及舱门内壁涂有一层凡士林，土体托盘上有透水石，将试样块放在土体托盘上，关闭舱门。
[0011](3)、推压连接环直至A型连接杆到达刻度尺的零点，根据刻度所量测的试样块土体高度和贯入深度lcm的要求确定向下推压距离。完成贯入后，记录数据采集系统的一组6个数据算出平均值P1，释放连接环，使其自行回位。
[0012](4)、打开舱门，转动土体托盘使土体各测试点发生改变，关闭舱门。用手转动剪切板的扭动把手，当固定螺旋孔与剪切板动力轴上的螺旋纹不再切合时，向下推送剪切板直至到达底部，重复步骤3的操作，完成在有侧限状态下实验，得出贯入阻力平均值p2。
[0013](5)、向上提起剪切板的扭动把手，当剪切板到达试样表面开始扭动剪切板扭动把手对土体进行剪切扰动直至试样土体结构完全破坏，并同时向下推送直至剪切板到达底部，在剪切的过程中根据实验目的可以通过打开或者关闭排/止水阀控制排水条件，完成剪切后，提升并转动剪切板扭动把手，当剪切板动力轴上的螺旋纹与固定螺旋孔相切合时完成剪切操作，重复步骤3的操作，得出贯入阻力平均值P3、P4。
[0014](6)、打开舱门，将压土板插入环形固板卡槽，关闭舱门，打开气阀向气囊充气，气囊向上推送土体托盘，对土体试样进行压缩，在整个过程中根据实验目的可以通过打开或者关闭排/止水阀控制排水条件，完成压缩或重塑后通过气阀向外排气，土体托盘与土体试样回位，重复步骤3的操作，得出贯入阻力平均值p5、p6。
[0015](7)、通过上述(1)~(6)的操作可以得到以下数据:
1、试样在未扰动、无侧限条件下的贯入阻力平均值Pl。
[0016]2、试样在有侧限条件下贯入阻力平均值p2。
[0017]3、试样在经历排水剪切扰动后的贯入阻力平均值p3。
[0018]4、试样在经历不排水剪切扰动后的贯入阻力平均值p4。
[0019]5、试样在排水固结后的贯入阻力平均值p5。
[0020]6、试样在不排水固结后的贯入阻力平均值p6。
[0021]试验中，通过操作贯入仪连接环、剪切板扭动把手、气阀、排/止水阀完成对土体在剪切扰动及重塑、排水及不排水剪切、排水及不排水固结、有侧限及无侧限状态下多个试点贯入阻力的同时测量，获得土体在不同状态下的贯入阻力。本发明装置设计科学、易于操作、实用性强、整合程度高。
【附图说明】
[0022]图1表示本发明装置的结构示意图。
[0023]图2表示本发明装置筒体示意图。
[0024]图3表示本发明剪切系统结构图。
[0025]图4表示本发明贯入阻力测量系统结构及线路连接图。
[0026]图5表示本发明压土系统连接图。
[0027]图6表示本发明高分子聚乙烯板构造图。
[0028]图7表示本发明排水系统连接图。
[0029]图8表示本发明贯入仪连接环构造图。
[0030]图中:1-上筒体，2-扭动把手，3-固定螺旋孔，4-剪切板，5-剪切板动力轴，6_连接环，7-A型连接杆，8-B型连接杆，9-贯入仪探头、10-探杆，11-阻力传感器，12-回力弹簧，13-固定轴杆，14-垫片，15-底座，16-刻度尺，17-压土板，18-条形槽，19-下筒体，20-环形固板卡槽，21-舱门，22-土体托盘，23-排水管，24-通气管，25-气阀，26-数据采集系统，27-把手，28-气囊，29-排/止水阀，30-量筒，31 -标尺。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
[0032]—种土体在多种状态下贯入阻力的室内测量装置，如图1、2所示，包括圆柱状的筒体，所述筒体由上筒体1和下筒体19一体或者分体构成；上筒体1高34cm、内径10cm、外径14cm ο
[0033]如图3所示，所述上筒体1内设置六页剪切板4，所述六页剪切板4高15cm、厚0.2cm、下端刃开口 60度。所述剪切板4通过剪切板动力轴5悬吊于上筒体1内，所述剪切板动力轴5长32cm，在距其顶部15cm处有与设于上筒体1顶面的固定螺旋孔3相切合的螺旋纹，该剪切板动力轴5通过螺纹配合穿过固定螺纹孔3，其顶端连接扭动把手2。
[0034]如图8所示，所述上筒体1外周设置连接环6，所述连接环6内水平安装有四根B型连接杆8和对称设置的两根A型连接杆7，所述A型连接杆7和B型连接杆8的自由端均安装微型贯入仪，即上筒体1内设置有6个微型贯入仪，其贯入阻力测试范围0?400Kpa、最大分度值lOKpa、贯入深度lcm，每个微型贯入仪均由贯入仪探头9、探杆10和阻力传感器11组成，其中探杆10长15cm、直径0.5mm;A型连接杆7与B型连接杆8穿过上筒体1的条形槽18后在距内筒壁2.5cm处与微型贯入仪连接，其中筒体条形槽18长32cm，如图2所示。
[0035]如图4所示，所述下筒体19置于底座15上，所述底座15上对称竖直锚固有位于下筒体19两侧外的两根固定轴杆13，两根固定轴杆13的上端分别穿过相应位置的A型连接杆7，所述固定轴杆13上套装回力弹簧12，在回力弹簧12下部有垫片14;所述底座15上竖直设置有位于下筒体19左侧外的刻度尺16，量测范围0?15cm。
[0036]所述下筒体19高17.lcm、内径10c