一种自密实固化土物理力学性能测定装置及测定方法

1.本发明涉及土壤改性、基坑回填、道路建设领域中的固化土，尤其涉及一种自密实固化土物理力学性能测定装置及测定方法。


背景技术：

2.随着地下空间开发的热度日益提高，大量工程弃土缺乏规划，近年来自密实固化土技术得到了广泛应用，利用工程弃土与水和固化剂充分拌和后形成具有一定强度和流动性的土体后再进行回填，有效解决了工程弃土难以处置、各类工程回填困难的问题，但是由于此项技术较新，进行强度和流动性相关试验时大多沿用混凝土、水泥土等相关规范进行试验，存在着局限性。
3.将废弃土体、水和固化剂充分拌和后形成的新型流态填筑材料，即为自密实固化土，为使得自密实固化土成功应用于基坑回填、路基建设等实际工程中，需要对自密实固化土的扩展度、无侧限抗压强度、凝结时间等物理力学性能展开测定。依据现有规范选取试验装置进行自密实固化土的流动性测定相关试验时，将消耗大量的自密实固化土相关试验材料，试验材料的充分拌和给试验造成了一定的难度，且流动性相关试验测定完毕后，试验用土缺少二次利用，造成材料的浪费。
4.试样制备完成后，养护后需进行脱模操作，而目前的模具类型较多，脱模质量对强度测定影响显著，同一形状的模具往往对应一种脱模仪，若缺少对应的脱模仪，采用手动脱模的方式，容易造成试样损坏，强度测定则不准确；依据现有规范选取试验装置进行自密实固化土的强度测定相关试验时，鉴于目前针对自密实固化土展开的强度试验研究还未成模块，自密实固化土的强度与选用固化剂的种类相互关联，而目前固化剂的种类繁多，因此自密实固化土的无侧限抗压强度范围难以确定，利用传统土体测定无侧限抗压强度装置将出现量程不够的情况，难以展开准确测定。
5.其次，自密实固化土的凝结时间也是一项重要的物理指标，该项指标对施工效率影响显著，凝结时间过长，则回填土体的强度难以得到保证，亦会减缓施工进度；掺入固化剂后，自密实固化土的凝结时间与固化剂本身的凝结时间差异较大，无明显规律。因此，针对目前自密实固化土缺少合适装置进行相关物理性能测定试验的现状，亟需一种自密实固化土物理力学性能测定装置，并提供一种自密实固化土相关试验测定的试验方法。


技术实现要素：

6.发明目的：针对目前自密实固化土缺少对应的试验装置且试验过程造成用土浪费的不足之处，本发明提供一种自密实固化土物理力学性能测定装置及测定方法，通过升降装置控制坍落度桶上升的速度，改善了坍落度桶底部渗水的情况，提高了坍落度测定试验的精度以及试验流畅度；且通过伸缩杆件件对不同尺寸的模具进行固定，提高了试验的灵活性，且保证了试验的连续性，提高了试验效率。
7.技术方案：本发明自密实固化土物理力学性能测定装置包括搅拌模块、坍落度测
定模块、制样模块、凝结时间测定模块、养护模块、脱模模块和无侧限抗压强度测定模块；
8.搅拌模块包括带有出料管和进料口的搅拌箱，搅拌箱上方有搅拌组件，出料管带有阀门，搅拌箱的底部设有伸缩搅拌棒；
9.坍落度测定模块包括坍落度桶、滑轮、竖向滑轨和坍落度测定单元，坍落度桶两侧开设有第一凹槽，滑轮侧面开设有第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽内插入有支架；滑轮沿着竖向滑轨移动，滑轮的底部连接有升降装置；
10.坍落度测定单元包括带有水准气泡且开设有中心孔和凹槽的测定板，测定板下方有支座，测定板的端部设有上围板和下折板，下折板上安装有调平组件；坍落度桶的底部旋接有土样控流筒；土样控流筒的一端旋接在中心孔内；
11.制样模块包括浇筑装置和振动叉；浇筑装置包括带有分流管的漏斗；分流管一端通往终凝时间测定模块，分流管的另一端连接有储料瓶；储料瓶的上方连接伺服电机，下方连接浇筑管，浇筑管的下方连接有模具；模具的两侧有收缩夹，模具的底部有传送带；
12.脱模模块包括位于底部和两侧的伸缩杆件，两侧的伸缩杆件的端部设有卡住模具的夹具，底部的伸缩杆件伸入模具内；
13.搅拌模块与坍落度测定模块通过出料管相连，制样模块与坍落度测定模块通过浇筑台相连，终凝时间测定装置通过分流管与制样模块相连。
14.无侧限抗压强度测定模块包括荷载传感器、位移传感器、螺旋升降装置和数据采集仪，荷载传感器和位移传感器与数据采集仪连接，位移传感器分布在螺旋升降装置上。
15.搅拌组件包括伺服电机、伸缩棒和旋转叶片，旋转叶片套接在伸缩棒上。
16.调平组件包括支座和穿过下折板的螺栓，螺栓上旋接有调平螺母。
17.养护模块包括储水池、加湿器、放置模具的托盘、温度传感器和湿度传感器，储水池的上方有滤网和加热管。
18.加湿器包括储液瓶、加湿管和喷头，加湿管控制喷头的闭合。
19.底部的伸缩杆件上安装有伸入模具的垫片，底部的伸缩杆带动垫片伸入模具内将土样从模具中脱模出。
20.伸缩杆件的端口设有凹槽，夹具和垫片设有卡入凹槽内的凸起。
21.坍落度桶的两侧设有连接块，连接块的侧面开设有第一凹槽。
22.本发明自密实固化土物理力学性能测定方法由自密实固化土物理力学性能测定装置来实施，测定方法包括以下步骤：
23.(1)将称量后的土样、水和固化剂通过进料口倒入搅拌箱后，控制搅拌装置的伸缩棒和旋转叶片上下移动，并旋转搅拌至形成自密实固化土的土样；
24.(2)将支架的一端插入坍落度桶两侧的第一凹槽内，支架的另一端插入滑轮的第二凹槽内，调节升降装置驱动滑轮沿着竖向滑轨移动，至带有土样控流筒的坍落度桶卡入测定板的凹槽内，由水准气泡调节调平螺母至水平；
25.(3)打开阀门，土样由出料管流入坍落度桶，控制伸缩搅拌棒向坍落度桶内插捣，土样注满坍落度桶后，移开出料管和伸缩搅拌棒，控制升降装置向上移动至土样流动至静止，依据测定板读取土样的扩展度数据；
26.(4)调节收缩夹并夹紧模具，关闭分流管中通往凝结时间测定模块的阀门，拧开土样控流筒，土样经由漏斗流入储料瓶，再经由浇筑管流入模具中，移动振动叉至模具两侧振
动，待模具浇筑完成后，通过伺服电机旋转储料瓶、移动传送带，进行下一组模具的浇筑；
27.(5)打开流往凝结时间测定模块的阀门，坍落度桶中剩余的土样流入凝结时间测定模块，开始计时，记录下土样初凝和终凝的时间；
28.(6)将浇筑完土样的模具移至养护模块的托盘上，设置温度与湿度；
29.(7)土样养护后，取出模具置于脱模模块的垫片上，将夹具安装在两侧的伸缩杆件上并夹住模具，将垫片安装在底部的伸缩杆件上，调节底部的伸缩杆件顶起，将土样从模具中推出后，放至养护模块；
30.(8)养护至指定龄期后，将土样从养护模块中取出，置于无侧限抗压强度测试模块的螺旋升降装置上，上升至土样的顶部与荷载传感器接触后停下，将荷载传感器和位移传感器的读数清零后，控制螺旋升降装置上升，数据采集仪记录试验过程中荷载传感器测得的应变数据，以及位移传感器测得的强度数据。
31.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
32.(1)本发明集自密实固化土的搅拌、坍落度测定、凝结时间测定、试样制备、试样养护、试样脱模、无侧限抗压强度测定七大功能于一体，土样搅拌、坍落度测定、凝结时间测定、试样制备四套试验模块之间相互联系，与现有技术相比，实现了功能集中化且增加了试验的流动性，提高了试验效率。
33.(2)本发明的搅拌箱上方分布有多个搅拌组件，搅拌组件通过伸缩对土样充分拌和，且搅拌箱下部有倾斜，土样在搅和作用下向中间滑动，减少了拐角处土样易堆积且难以搅拌的情况。
34.(3)自密实固化土从搅拌模块中通过出料管流入坍落度桶中，与现有技术直接倾倒相比，减少了土样倒入后堆积成块、土块之间大量空隙的情况出现，同时本发明的伸缩搅拌棒，进一步使得坍落度桶内的土体密实，减少土体空隙。
35.(4)本发明的坍落度桶两侧安装有连接块，通过插入支架的方式使坍落度桶底部与测定板贴合，排出了支架与测定板之间的空气，则土样倒入坍落度桶后避免了有水渗出的情况发生；且进行坍落度测定时，通过升降装置控制坍落度桶上升的速度，测定与现有技术相比，节省了按压坍落度桶的人力，改善了坍落度桶的底部渗水的情况，使得坍落度桶匀速抬起，提高了坍落度测定试验的精度。
36.(5)本发明的坍落度测定单元在拧开底部螺纹筒后，进行完坍落度测定试验的土体便渗入下一工序，提高了试验流畅度。
37.(6)本发明的制样模块，通过浇筑管将土样倒入模具中后，模具中本已较为密实土体在振动叉的作用下，进一步密实，排出了空隙，减小了自密实固化土平行试验的误差；并且用于自密实固化土制备的模具有多种尺寸，避免了模具尺寸多变难以卡入传送带上的固定装置中。
38.(7)本发明的收缩夹通过调节收缩直径，不仅可用于本发明自密实固化土无侧限抗压强度试样的制备，也用于直剪试验、渗透试验的试样制备，仅将环刀插入收缩夹中，进一步提高了土料利用率，且扩大了应用范围。
39.(8)本发明的养护模块，以温度传感器、湿度传感器、喷淋装置和加热管共同控制温度和湿度，引入储水池减小环境温度和湿度变化，滤网保证了储水池中水体的质量，减少杂质。
40.(9)本发明的脱模模块与现有技术相比，更为简易，通过杆件伸缩的方式对模具进行固定，并且用于固定的接头也采用拼接头的方式，灵活应对模具尺寸多变的情况。
41.(10)本发明的无侧限抗压强度测定模块，改善了无侧限抗压强度测定量程，现有无侧限抗压强度测定仪量程多为2mpa，低于某些固化剂含量较高的自密实固化土的无侧限抗压强度，现增加至3mpa进而满足自密实固化土的无侧限抗压强度的需求，并且本发明的位移传感器位于螺旋支座底部和两侧，通过取均值的方式进一步减小误差。
附图说明
42.图1为本发明自密实固化土物理力学性能测定装置的结构示意图；
43.图2为本发明的测定装置中的亚克力板架结构示意图；
44.图3为本发明的坍落度测定单元的结构示意图；
45.图4为本发明的浇筑装置的结构示意图；
46.图5为本发明的脱模模块组件的结构示意图。
具体实施方式
47.如图1至图5所示，本发明自密实固化土物理力学性能测定装置包括搅拌模块1、坍落度测定模块2、制样模块3、凝结时间测定模块4、养护模块5、脱模模块6和无侧限抗压强度测定模块7。搅拌模块1包括带有出料管13和进料口12的搅拌箱17，搅拌箱17的上方有搅拌组件11，出料管13带有阀门14，搅拌箱17的底部设有伸缩搅拌棒15。搅拌箱17的底部设有斜撑16。
48.坍落度测定模块2包括坍落度桶21、滑轮23、竖向滑轨24和坍落度测定单元27，坍落度桶21两侧开设有第一凹槽212，滑轮23侧面开设有第二凹槽231，第一凹槽212与第二凹槽231内插入有支架26；滑轮23的轮子嵌入竖向滑轨24内，滑轮23在竖向滑轨24内移动。滑轮23的底部连接有升降装置22。本实施例中，支架26选用亚克力支架。
49.脱模模块6包括位于底部和两侧的伸缩杆件61，两侧的伸缩杆件61的端部设有卡入模具35的夹具62，底部的伸缩杆件61的底部设有伸入模具35内的垫片63。
50.无侧限抗压强度测定模块7包括荷载传感器71、位移传感器72、螺旋升降装置73、数据采集仪74，荷载传感器71和位移传感器72与数据采集仪74连接，位移传感器72位于螺旋升降装置73上。
51.搅拌模块1与坍落度测定模块2通过出料管13相连，制样模块3与坍落度测定模块2通过浇筑台31相连，终凝时间测定装置4通过分流管312与制样模块3相连，养护模块5和无侧限抗压装置7位于制样模块3两侧，脱模模块6位于凝结时间测定模块4下方。
52.搅拌模块1内有多个搅拌组件11，搅拌组件11包括伺服电机111、伸缩棒112和旋转叶片113，旋转叶片113套接在伸缩棒112上，搅拌箱17内设有多个进料口12，同一次试验中不同进料口12倒入不同材料，搅拌箱17下侧为设定角度的斜面且内壁光滑，搅拌后的土样经出料管13流入坍落度桶21，出料管13的内径≧3cm。
53.坍落度桶21为上下开口，上下直径分别为10cm和20cm，高度为30cm，内壁表面粗糙度≦ra3.2。坍落度桶21两侧靠下位置装有连接块，本实施例中，连接块采用橡胶块211，橡胶块211的外侧开有第一凹槽212。滑轮23内侧也开方形有第二凹槽231，滑轮23内侧凹槽
231与橡胶块211外侧凹槽212的尺寸保证亚克力支架的两端插入内。
54.坍落度测定单元27位于坍落度桶21下方。坍落度测定单元27包括带有水准气泡28且开设有中心孔和凹槽的测定板271、土样控流筒272、支座273、上围板274、下折板275，土样控流筒272螺纹旋接在测定板271上，测定板271固定在支座273上。测定板271规格为80cm*80cm*1cm，上表面粗糙度≦ra6.3，中心开孔尺寸与土样控流筒272的直径一致，且测定板271内侧有螺纹，纹路与土样控流筒272一致。
55.测定板271的端部设有上围板274和下折板275，下折板275上安装有调平组件25；坍落度桶21的底部螺纹旋接有土样控流筒272；土样控流筒272的一端螺纹旋接在测定板271的中心孔内。
56.调平组件25包括穿过下折板275的螺栓251，调平螺母252和支座253，螺栓251上旋接有调平螺母252，每个调平组件25都有两个调平螺母252，分别位于坍落度仪27下折板275的上下两侧，依据观察水准气泡28调整调平螺母252。
57.制样模块3包括浇筑装置31和振动叉34；浇筑装置31连接坍落度测定模块2与制样模块3。浇筑装置31包括带有分流管312的漏斗311、阀门313、伺服电机314、储料瓶315和浇筑管316，分流管312上端与漏斗311紧贴，后分为两流，一流通往储料瓶315，另一流通往终凝时间测定模块4，分流管312均配备有阀门313，储料瓶315上接伺服电机314，下接浇筑管316，浇筑管316插入储料瓶315中。浇筑管316的下方连接有模具35；模具35的两侧有收缩夹33，模具35的底部有传送带32。
58.上围板274和下折板275都是坍落度测定单元27的外围结构，上围板274用于阻止流态土流出，下折板275是用于支撑该坍落度测定单元27。坍落度测定单元27用于测定土体的扩展度。
59.养护模块5包括壳体、加湿器51、托盘52、温度传感器53和湿度传感器54，壳体的底部有储水池57，储水池57的上方有滤网56和加热管58。养护模块5的内壁有多个凹槽55，托盘52插入两侧凹槽55后放置养护样品，加湿器51与湿度传感器协同控制养护模块湿度。加湿器51包括储液瓶511、加湿管512和喷头513，储液瓶511置于养护模块外侧，加湿管512置于养护模块内，加湿管512缓冲储水，待湿度传感器54反馈从而控制喷头513的闭合。加热管58与温度传感器53协同控制养护模块温度，温度传感器53监测模块内温度并控制加热管58的开关。养护模块5的底部设有储水池57，空气中的水经过滤网56进入其中，控制模块内温度与湿度不产生大幅度变化。
60.如图5所示，脱模模块6内配有三个伸缩杆件件61，每个伸缩杆件件61的端口设有凹槽64，凹槽64内加工有螺纹，夹具62和垫片63端部有卡入凹槽内的凸起，凸起处加工有螺纹。凹槽64内卡入夹具62与垫片63，夹具62的种类依据模具35的尺寸而确定，确保夹具62与模具35接触。垫片63的尺寸由模具35的底部直径而确定，垫片63伸入模具35内与模具35的内壁贴合。
61.在脱模时，先将夹具62和垫片63拧入伸缩杆件61内固定，然后将制样模具35放置在垫片63上，此时垫片63底部的伸缩杆件61固定。驱动两侧的伸缩杆件61至模具35，直至两侧伸缩杆件61的夹具62夹住模具35后，固定两侧的伸缩杆件61，然后控制垫片63底部的伸缩杆件61向上移动，将土样从模具35中脱模出。
62.无侧限抗压强度测试模块7的荷载传感器71与位移传感器72通过电线75插入数据
采集仪74，数据采集仪74控制螺旋升降装置73的升降速率、读取荷载传感器71的荷载大小、位移传感器72的位移应变大小。其中，荷载传感器71的量程≦3mpa，位移传感器72在螺旋升降装置73两侧均有布置且精度为0.001mm，螺旋升降装置73的应变速率有多个档位，应变速率档位控制在0.5mm/min至4mm/min，实现电控。
63.本发明自密实固化土物理力学性能测定方法包括如下步骤：
64.(1)将称量后的土样、水和一种或多种固化剂按照比例拌和，试验所需土料、水和固化剂的总质量为10kg，试验开始时将称量好的土样、水和固化剂分别通过不同的进料口12倒入，自材料倒入搅拌箱17后，启动搅拌组件11，控制搅拌组件11的旋转速率为60r/min-120r/min，试验初期，搅拌组件11的旋转叶片113靠近搅拌箱17底部，但不接触，材料全部倒入搅拌箱17内后，控制搅拌组件11的伸缩棒112，控制旋转叶片113上下移动，以60r/min-120r/min的旋转速率充分搅拌5min形成自密实固化土；
65.(2)将土样控流筒272旋入坍落度桶21的底部，将支架26的一端插入坍落度桶21两侧的第一凹槽内，支架26的另一端插入滑轮23的第二凹槽内，调节升降装置22驱动滑轮23沿着竖向滑轨23移动至支架26与测定板271接触，使得坍落度桶21卡入测定板271的凹槽内，使得坍落度桶21位于测定板271正中，不发生位置错动，并以防后续试验中自密实固化土中的水流出，影响实际配比，坍落度桶21的位置调整完毕后，依据水准气泡28调节调平螺母252至水平；
66.(3)打开阀门14，搅拌后的自密实固化土的土样通过出料管13流入坍落度桶21内，土样一边流入坍落度桶21的同时，控制伸缩搅拌棒15向坍落度桶21内插捣，防止土样堆积未与坍落度桶21的内壁贴合，注满坍落度桶21后，移开出料管13和搅拌棒15，通过控制升降装置22推动滑轮23沿着竖向滑轨24向上移动30cm，向上移动的过程控制在10s完成。升降装置22推动滑轮23向上移动时，坍落度桶21随升降装置22向上移动，此时原本置于坍落度桶21内的土样将发生坍落，无法维持住原来的桶状，在测定板271上产生流动，测定板271的表面印有刻度，便于直观显示土样的扩展度。静置1min待土样不再流动后，依据测定板271和标尺读取土样扩展度数据；
67.(4)调节收缩夹33夹紧模具35，关闭分流管312中通往凝结时间测定模块4的阀门，拧开土样控流筒272。土样控流筒272的作用是，在进行坍落度测定试验时，土样控流筒272处于拧紧的状态，防止有土体流出，当坍落度测定完毕后，拧开土样控流筒272，这时土样流下来。土样经由漏斗311流入储料瓶315，再经由浇筑管316流入模具35中，每流入模具35中三分之一后，移动振动叉34至模具35两侧后左右振动，将模具35中的土样振实，待一组模具35浇筑完成后，通过伺服电机314旋转储料瓶315、移动传送带32的方式，进行下一组模具35的浇筑；
68.(5)模具35中的土样制备完成后，坍落度桶21处还留有土样，关闭伺服电机上侧的阀门，打开流往凝结时间测定模块4的阀门，土样流入凝结时间测定模块4，开始计时，记录下土样初凝和终凝的时间；
69.(6)擦拭浇筑完土样的模具35外表面，通过人工移动的方式将其挪动到养护箱内的托盘上。移至养护模块5内托盘52上，设置此次养护所需要的温度条件与湿度条件；
70.(7)如图5所示，土样养护36h-48h后，取出放置有土样的模具35，并置于脱模模块6的垫片63上。通过伸缩杆件的作用，提高垫片的位置将土样从模具中挤出来，选择适用于此
模具35的夹具62并安装至伸缩杆件61上，如通过螺纹拧入伸缩杆件61上，选择使用与此模具35底部直径相同的垫片63并安装好，调节伸缩杆件61的长度使夹具62夹住模具35，调节底部伸缩杆件61将垫片63向上顶起，将土样从模具35中推出后，继续放至养护模块5内进行养护；
71.(8)养护至指定龄期，如3天、7天、14天、28天、56天和90天后，将土样从养护模块5中取出，置于无侧限抗压强度测试模块7的螺旋升降装置73正中位置，上升至土样顶部与荷载传感器71接触的位置后停下，将数据采集仪74中荷载传感器71和位移传感器72的读数清零后，控制螺旋升降装置73以指定速率上升，数据采集仪74记录试验过程中应变数据与强度数据，强度数据由荷载传感器71读出，应变数据由位移传感器72读出，且应变数据取两个位移传感器72的平均值。
72.此处的强度是指的无侧限抗压强度，脱模养护至指定龄期的土样放置于螺旋升降装置73的平台上，控制螺旋升降装置73向上移动时，当土样顶部接触到荷载传感器71的底部平台时，将位移传感器72的读数清零，随后根据一定的应变控制速率上升，同时记录位移传感器72和荷载传感器71的读数。
73.其中，在步骤(7)之前，对搅拌模块1、坍落度测定模块2、制样模块3和凝结时间测定模块4中涉及试验的零件进行擦拭，(8)中某一次试验完成后擦拭无侧限抗压强度模块7中的污渍。

技术特征：
1.一种自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：包括搅拌模块(1)、坍落度测定模块(2)、制样模块(3)、凝结时间测定模块(4)、养护模块(5)、脱模模块(6)和无侧限抗压强度测定模块(7)；所述搅拌模块(1)包括带有出料管(13)和进料口(12)的搅拌箱(17)，所述搅拌箱(17)上方有搅拌组件(11)，所述出料管(13)带有阀门(14)，所述搅拌箱(17)底部设有伸缩搅拌棒(15)；所述坍落度测定模块(2)包括坍落度桶(21)、滑轮(23)、竖向滑轨(24)和坍落度测定单元(27)，所述坍落度桶(21)两侧开设有第一凹槽(212)，所述滑轮(23)侧面开设有第二凹槽(231)，所述第一凹槽(212)与第二凹槽(231)内插入有支架(26)；所述滑轮(23)沿着竖向滑轨(24)移动，所述滑轮(23)的底部连接有升降装置(22)；所述坍落度测定单元(27)包括带有水准气泡(28)且开设有中心孔和凹槽的测定板(271)，所述测定板(271)下方有支座(273)，所述测定板(271)的端部设有上围板(274)和下折板(275)，所述下折板(275)上安装有调平组件(25)；所述坍落度桶(21)的底部旋接有土样控流筒(272)；土样控流筒(272)的一端旋接在所述中心孔内；所述制样模块(3)包括浇筑装置(31)和振动叉(34)；所述浇筑装置(31)包括带有分流管(312)的漏斗(311)；分流管(312)一端通往终凝时间测定模块(4)，分流管(312)的另一端连接有储料瓶(315)；所述储料瓶(315)的上方连接伺服电机(314)，下方连接浇筑管(316)，浇筑管(316)的下方连接有模具(35)；所述模具(35)的两侧有收缩夹(33)，模具(35)的底部有传送带(32)；所述脱模模块(6)包括位于底部和两侧的伸缩杆件(61)，所述两侧的伸缩杆件件(61)的端部设有卡住模具(35)的夹具(62)，底部的伸缩杆件(61)伸入模具内；所述搅拌模块(1)与坍落度测定模块(2)通过出料管(13)相连，制样模块(3)与坍落度测定模块(2)通过浇筑台(31)相连，终凝时间测定装置(4)通过分流管(312)与制样模块(3)相连。2.根据权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述无侧限抗压强度测定模块(7)包括荷载传感器(71)、位移传感器(72)、螺旋升降装置(73)和数据采集仪(74)，所述荷载传感器(71)和位移传感器(72)与数据采集仪(74)连接，所述位移传感器(72)分布在螺旋升降装置(73)上。3.根据权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述搅拌组件(11)包括伺服电机(111)、伸缩棒(112)和旋转叶片(113)，所述旋转叶片(113)套接在伸缩棒(112)上。4.根据权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述调平组件(25)包括支座和穿过下折板(275)的螺栓(251)，所述螺栓(251)上旋接有调平螺母(252)。5.根据权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述养护模块(5)包括储水池(57)、加湿器(51)、放置模具的托盘(52)、温度传感器(53)和湿度传感器(54)，所述储水池(57)的上方有滤网(56)和加热管(58)。6.根据权利要求5所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述加湿器(51)包括储液瓶(511)、加湿管(512)和喷头(513)，所述加湿管(512)控制喷头(513)的闭
合。7.根据权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述底部的伸缩杆件(61)上安装有伸入模具(35)的垫片(63)。8.根据权利要求7所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述伸缩杆件(61)的端口设有凹槽(64)，所述夹具(62)和垫片(63)设有卡入凹槽内的凸起。9.根据权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置，其特征在于：所述坍落度桶(21)的两侧设有连接块，所述连接块的侧面开设有第一凹槽(212)。10.一种自密实固化土物理力学性能测定方法，其特征在于：由权利要求1所述的自密实固化土物理力学性能测定装置来实施，所述测定方法包括以下步骤：(1)将称量后的土样、水和固化剂通过进料口(12)倒入搅拌箱(17)后，控制搅拌装置(11)的伸缩棒(112)和旋转叶片(113)上下移动，并旋转搅拌至形成自密实固化土的土样；(2)将支架(26)的一端插入坍落度桶(21)两侧的第一凹槽内，支架(26)的另一端插入滑轮(23)的第二凹槽内，调节升降装置(22)驱动滑轮(23)沿着竖向滑轨(24)移动，至带有土样控流筒(272)的坍落度桶(21)卡入测定板(271)的凹槽内，由水准气泡(28)调节调平螺母(252)至水平；(3)打开阀门(14)，土样由出料管(13)流入坍落度桶(21)，控制伸缩搅拌棒(15)向坍落度桶(21)内插捣，土样注满坍落度桶(21)后，移开出料管(13)和伸缩搅拌棒(15)，控制升降装置(22)向上移动至土样流动至静止，依据测定板(271)读取土样的扩展度数据；(4)调节收缩夹(33)并夹紧模具(35)，关闭分流管(312)中通往凝结时间测定模块(4)的阀门，拧开土样控流筒(272)，土样经由漏斗(311)流入储料瓶(315)，再经由浇筑管(316)流入模具(35)中，移动振动叉(34)至模具(35)两侧振动，待模具(35)浇筑完成后，通过伺服电机(314)旋转储料瓶(315)、移动传送带(32)，进行下一组模具(35)的浇筑；(5)打开流往凝结时间测定模块(4)的阀门，坍落度桶中剩余的土样流入凝结时间测定模块，开始计时，记录下土样初凝和终凝的时间；(6)将浇筑完土样的模具(35)移至养护模块(5)的托盘(52)上，设置温度与湿度；(7)土样养护后，取出模具(35)置于脱模模块(6)的垫片(63)上，将夹具(62)安装在两侧的伸缩杆件上并夹住模具，将垫片(63)安装在底部的伸缩杆件上，调节底部的伸缩杆件顶起，将土样从模具(35)中推出后，放至养护模块(5)；(8)养护至指定龄期后，将土样从养护模块(5)中取出，置于无侧限抗压强度测试模块(7)的螺旋升降装置(73)上，上升至土样的顶部与荷载传感器(71)接触后停下，将荷载传感器(71)和位移传感器(72)的读数清零后，控制螺旋升降装置(73)上升，数据采集仪(74)记录试验过程中荷载传感器测得的应变数据，以及位移传感器测得的强度数据。

技术总结
本发明公开了一种自密实固化土物理力学性能测定装置及测定方法，测定装置包括搅拌模块、坍落度测定模块、制样模块、凝结时间测定模块、养护模块、脱模模块和无侧限抗压强度测定模块；搅拌模块包括带有出料管和进料口的搅拌箱，坍落度测定模块包括坍落度桶、滑轮、竖向滑轨和坍落度测定单元，搅拌模块与坍落度测定模块通过出料管相连，制样模块与坍落度测定模块通过浇筑台相连；本发明进行测定时，依序进行土样搅拌、坍落度测定、凝结时间测定和试样制备，且土样从搅拌模块中通过出料管流入坍落度桶内，通过插入支架的方式使坍落度桶的底部与测定板贴合，通过升降装置控制坍落度桶上升的速度，本发明提高了测定数据的精度和试验之间的流畅性。的流畅性。的流畅性。


技术研发人员：沈乡城 张宽广 王培 王怀勇 高磊 袁泽 韦兵兵
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/7/25