專利名稱：高壓滲透固結(jié)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土壤試驗研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種能同時進行滲透 試驗和固結(jié)試驗的高壓滲透固結(jié)儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中進行土樣固結(jié)試驗和滲透試驗的主要有以下幾種儀器
1、 LoadTrac II恒定速率固結(jié)試驗系統(tǒng)，由美國GE0C0MP公司生產(chǎn)， 可以自動完成整個恒定速率固結(jié)試驗，其最大壓力量程為3. 5MPa;雖然儀 器操作簡便，精準度較高，但僅能完成普通的恒定速率加載下的固結(jié)試驗。
2、 Rowe型固結(jié)試驗系統(tǒng)，由美國GE0C0MP公司生產(chǎn)，可以自動完成 恒定速率及逐級加載的固結(jié)試驗，其最大壓力量程為3. 5Mpa,且只能完成 普通的固結(jié)試驗。
3、 全自動滲透試驗系統(tǒng)，由美國GE0C0MP公司生產(chǎn)，可以自動完成 普通的滲透試驗。
4、 三聯(lián)高壓固結(jié)儀，國產(chǎn)，用于進行土的壓縮試驗，測定土的變形 與壓力，或孔隙比與壓力的關(guān)系，以及變形與時間的關(guān)系，計算土的單位 沉降量，壓縮系數(shù)和指數(shù)、回彈指數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)等等，壓力范 圍為12. 5KPa —4000KPa,但僅能完成普通的固結(jié)試驗。
綜上所述，上述儀器僅能進行單純的固結(jié)試驗或者滲透試驗，且固結(jié) 壓力較低，難以對埋藏較深的土層進行相關(guān)試驗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一 種高壓滲透固結(jié)儀，其結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作簡便，功能多，試驗效果好，且能釆集試驗過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力和孔隙水壓力。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種高壓滲透固結(jié)儀，
其特征在于包括豎直設(shè)置的簡形壓力室、分別安裝在所述壓力室上下兩 端的頂蓋和底座以及穿插設(shè)置在所述頂蓋上且能在壓力室的內(nèi)腔上下運 動的活塞，所述頂蓋上設(shè)置有用于安裝千分表或百分表的支架，所述活塞 的上部開有徑向方向的出水口且下端通過圓盤狀中心凹臺一填充有透水 石，所述出水口和所述凹臺一通過軸向排水通道相連通，所述底座的上端 通過圓盤狀中心凹臺二填充有透水石且下端開有用于與壓力機活塞相連 接的凹臺三，在底座上且位于所述凹臺二和所述凹臺三之間開有徑向方向 的進水口，所述進水口和所述凹臺二相通。
所述壓力室的側(cè)壁下段軸向分布有多個孔隙水壓力計接口，所述各孔 隙水壓力計接口均與壓力室的內(nèi)腔相通。
所述壓力室的側(cè)壁下段設(shè)置有側(cè)向應(yīng)力計接口，所述側(cè)向應(yīng)力計接口 與壓力室的內(nèi)腔相通。
所述頂蓋上左右對稱設(shè)置有兩個支架。
所述壓力室和底座通過法蘭連接，且在壓力室和底座之間設(shè)置有密封圈。
所述頂蓋與壓力室之間為螺紋連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作簡便； 2、功能多，試驗效果好不僅能單獨進行土樣的固結(jié)試驗和滲透試驗， 并且可以在不同固結(jié)壓力下進行滲透試驗，或在滲透力作用下進行變形試 驗，使各試驗數(shù)據(jù)具有良好的相關(guān)性，且由于使用同一土樣同時進行不同 試驗，能減少取樣工作量和因取樣造成的誤差；3、由于活塞密封技術(shù)釆 用發(fā)動機活塞密封技術(shù)，經(jīng)試驗證明，本裝置可承受的軸向壓力和密封壓 力均能達到16Mpa,因此，與現(xiàn)有裝置相比具有固結(jié)壓力高的特點；4、通
過側(cè)向應(yīng)力計和各孔隙水壓力計能釆集試驗過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力以及 不同位置處的孔隙水壓力，并使土樣與壓力室側(cè)壁之間的摩擦力可測。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記說明
具體實施例方式
如圖l所示，本發(fā)明包括豎直設(shè)置的簡形壓力室5、分別固定安裝在壓 力室5上下兩端的頂蓋3和底座8以及穿插設(shè)置在頂蓋3上且能在壓力室 5的內(nèi)腔上下運動的活塞4,其中，頂蓋3上設(shè)置有用于安裝千分表或百 分表等位移測量裝置的支架2，這樣，當本發(fā)明安裝在工作臺上時，千分 表或百分表的測量桿為豎直設(shè)置，且測量桿觸頭均頂在工作臺左右支承架 之間的工字鋼下表面，使安裝和讀數(shù)方便?；钊?的上部開有徑向方向的 出水口 1，活塞4的下端通過圓盤狀中心凹臺一填充有透水石9,且出水 口 1和所述凹臺一通過軸向排水通道相連通，底座8的上端通過圓盤狀中 心凹臺二填充有透水石9,底座8的下端開有用于和壓力機相連接的凹臺 三，且在底座8上且位于所述凹臺二和所述凹臺三之間開有徑向方向的進 水口 7,進水口 7和所述凹臺二相通。
為了測量試驗過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力以及不同位置處的孔隙水壓力， 并使土樣與壓力室5側(cè)壁之間的摩擦力可測，在壓力室5的側(cè)壁下段設(shè)置 有側(cè)向應(yīng)力計接口 ll，且在壓力室5的側(cè)壁下段軸向且均句分布有多個孔 隙水壓力計接口 6，側(cè)向應(yīng)力計接口 ll和各孔隙水壓力計接口 6均與壓力 室5的內(nèi)腔相通。本實施例中，孔隙水壓力計接口 6的數(shù)量為三個。
l一出水口； 4一活塞； 7—進水口； IO—密封圈;
2—支架；
5—壓力室；
8—底座；
ll一側(cè)向應(yīng)力計接口
頂蓋；
孔隙水壓力計接口; 透水石；本實施例中，頂蓋3上左右對稱設(shè)置有兩個支架2,與其相對應(yīng)，兩
個支架2上分別安裝有千分表或百分表等位移測量裝置，這樣，能在試驗
過程中能通過左右兩個位移測量裝置讀取兩個位移讀數(shù)，以互相校正，減 少讀數(shù)誤差。
本實施例中，壓力室5和底座8通過法蘭連接，且在壓力室5和底座 8之間設(shè)置有密封圈10,并通過密封圈IO使連接處達到良好的密封性。 頂蓋3與壓力室5之間為螺紋連接。
以粘性土為例，使用本發(fā)明進行滲透固結(jié)試驗的過程為
1、 打開壓力室5和底座8之間的法蘭，將土樣放入在壓力室5內(nèi)腔 中，再將連接壓力室5和底座8之間的法蘭用螺栓封閉，將本裝置安裝在 工作臺上，使位于工作臺底部的壓力機的活塞伸入在底座8下端的凹臺三 內(nèi)，使活塞4與工作臺上的工字鋼固定連接，其中，工作臺包括底座、安
裝在底座上的壓力機、對稱設(shè)置在底座上且位于壓力機左右兩側(cè)的兩個支 承架以及水平設(shè)置在兩個支承架之間的工字鋼；
2、 在兩個支架2分別安裝千分表，并使兩個千分表的觸頭分別頂在 工字鋼的下表面，在進水口 7上安裝帶水壓力控制裝置的進水管，在出水 口 1上安裝帶流量計的出水管，在側(cè)向應(yīng)力計接口 ll上安裝側(cè)向應(yīng)力計， 在各孔隙水壓力計接口 6上安裝孔隙水壓力計；
3、 通過壓力機加壓，壓力室5相對活塞4向上運動，使活塞4的下 端面緊貼土樣；
4、 通過安裝在進水口 7上的進水管向壓力室內(nèi)進水加壓，使土樣排
氣；
5、 通過壓力機施加一定軸向壓力，通過千分表讀取土樣軸向變形位 移量，當土樣變形穩(wěn)定時，通過水壓力控制裝置和流量計進行滲透試驗；
6、 改變壓力機的軸向壓力，再次進行固結(jié)試驗和滲透試驗；
7、 在步驟5和步驟6的試驗過程中，通過側(cè)向應(yīng)力計和各孔隙水壓 力計釆集土樣的側(cè)向應(yīng)力以及不同位置處的孔隙水壓力。本發(fā)明還能用來單獨進行固結(jié)試驗、滲透試驗或進行試樣在滲透力作 用下變形試驗。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡 是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效 結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于包括豎直設(shè)置的筒形壓力室(5)、分別安裝在所述壓力室(5)上下兩端的頂蓋(3)和底座(8)以及穿插設(shè)置在所述頂蓋(3)上且能在壓力室(5)的內(nèi)腔上下運動的活塞(4)，所述頂蓋(3)上設(shè)置有用于安裝千分表或百分表的支架(2)，所述活塞(4)的上部開有徑向方向的出水口(1)且下端通過圓盤狀中心凹臺一填充有透水石(9)，所述出水口(1)和所述凹臺一通過軸向排水通道相連通，所述底座(8)的上端通過圓盤狀中心凹臺二填充有透水石(9)且下端開有用于與壓力機活塞相連接的凹臺三，在底座(8)上且位于所述凹臺二和所述凹臺三之間開有徑向方向的進水口(7)，所述進水口(7)和所述凹臺二相通。
2. 按照權(quán)利要求l所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述壓力室(5) 的側(cè)壁下段軸向分布有多個孔隙水壓力計接口 (6),所述各孔隙水 壓力計接口 (6)均與壓力室(5)的內(nèi)腔相通。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述壓 力室(5)的側(cè)壁下段設(shè)置有側(cè)向應(yīng)力計接口 (11),所述側(cè)向應(yīng)力計接 口 (11)與壓力室(5)的內(nèi)腔相通。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述頂 蓋(3)上左右對稱設(shè)置有兩個支架(2)。
5. 按照權(quán)利要求3所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述頂蓋(3 ) 上左右對稱設(shè)置有兩個支架(2)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述壓力室 (5)和底座(8)通過法蘭連接，且在壓力室(5)和底座(8)之間設(shè)置有密封圈(10)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述頂蓋(3) 與壓力室(5)之間為螺紋連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓滲透固結(jié)儀，包括筒形壓力室、分別安裝在壓力室上下兩端的頂蓋和底座以及穿插設(shè)置在頂蓋上的活塞，頂蓋上設(shè)置有支架，活塞的上部開有出水口且下端通過凹臺一填充有透水石，出水口和凹臺一通過軸向排水通道相連通，底座的上端通過凹臺二填充有透水石且下端開有凹臺三，在底座上且位于凹臺二和凹臺三之間開有進水口，進水口和凹臺二相通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作簡便，功能多，試驗效果好，并采集試驗過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力和孔隙水壓力。
文檔編號G01L15/00GK101539563SQ200910022269
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者孫剛臣, 彭建兵, 戴海濤, 鄧亞虹 申請人:長安大學;桂林工學院