一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置，包括：底座、壓力室、加壓組件、滲透組件及數(shù)值采集系統(tǒng)。壓力室固定在底座上；壓力室的頂部滑動設(shè)置有加壓上蓋；加壓組件與加壓上蓋連接，能對加壓上蓋施加設(shè)定壓力。滲透組件包括：溢水管、調(diào)節(jié)管及多根測壓管；壓力室上端設(shè)置有溢水口，溢水管連接溢水口；調(diào)節(jié)管連接排水口；壓力室沿豎直方向設(shè)置有多個測壓孔，多根測壓管分別連接多個測壓孔。數(shù)值采集系統(tǒng)包括：壓力變送器、位移傳感器及控制單元；控制單元與壓力變送器及位移傳感器連接，以接受壓力信息和位移信息。該固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置能進行不同固結(jié)程度下粗顆粒土固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，在實驗室內(nèi)準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土真實應(yīng)力狀態(tài)。
【專利說明】
一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，海上絲綢之路如火如荼的建設(shè)中，傳統(tǒng)的固結(jié)滲透土工試驗裝備遠不能給沿海工程和海島工程及水利工程提供有效的技術(shù)參數(shù)。常規(guī)固結(jié)試驗的成果以能滿足一般要求，但傳統(tǒng)的固結(jié)試驗儀不能評價試樣的滲透性能。常規(guī)滲透試驗是在沒有軸向加載的條件下完成的，只適用于地表的土樣情況，用其模擬深層土(砂)樣進行試驗，測出的滲透系數(shù)與實際不符，由于深層土受地應(yīng)力作用，土與土之間的孔隙較小，滲流通道小，因此滲層土的滲透系數(shù)小。
[0003]國內(nèi)外學(xué)者的大量研究表明試驗中圓筒內(nèi)徑大于試樣最大粒徑的10倍時，才能很好的消除顆粒的尺寸效應(yīng)。這些都不能滿足涉及粗粒土、鈣質(zhì)砂、珊瑚砂的堆石壩、沿海護坡項目及海島等工程的要求。由于試樣尺寸大，需要的軸向壓力大，現(xiàn)有的加壓結(jié)構(gòu)很難施加到相應(yīng)的壓力。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的固結(jié)滲透聯(lián)合儀器對大顆粒土(砂)進行試驗時，會存在較大的尺寸效應(yīng)，存在較大誤差，無法準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土(砂)的真實應(yīng)力狀態(tài)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本申請?zhí)峁┑囊环N固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中的固結(jié)滲透聯(lián)合儀器對大顆粒土進行試驗時，會存在較大的尺寸效應(yīng)，存在較大誤差，無法準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土的真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)問題，實現(xiàn)了不僅可以進行常規(guī)固結(jié)試驗、常規(guī)滲透試驗、細顆粒固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，而且可以進行不同固結(jié)程度下粗顆粒土固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，在實驗室內(nèi)準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)效果。
[0006]本申請?zhí)峁┝艘环N固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置，包括:
[0007]底座，開設(shè)有排水口及多條第一凹槽，所述多條第一凹槽連通所述排水口；
[0008]壓力室，固定在所述底座上;所述壓力室內(nèi)部為空腔，頂部滑動設(shè)置有加壓上蓋；所述加壓上蓋開設(shè)有進水口及多條第二凹槽，所述多條第二凹槽連通所述進水口 ；
[0009]加壓組件，與所述加壓上蓋連接，能對所述加壓上蓋施加設(shè)定壓力；
[0010]滲透組件，所述滲透組件包括:溢水管、調(diào)節(jié)管及多根測壓管；所述壓力室上端設(shè)置有溢水口，所述溢水管連接所述溢水口；所述調(diào)節(jié)管連接所述排水口；所述壓力室沿豎直方向設(shè)置有多個測壓孔，所述多根測壓管分別連接所述多個測壓孔；
[0011 ]數(shù)值采集系統(tǒng)，所述數(shù)值采集系統(tǒng)包括:壓力變送器、位移傳感器及控制單元;所述壓力變送器用于檢測所述加壓上蓋對土樣施加的壓力;所述位移傳感器用于檢測所述加壓上蓋的位移距離;所述控制單元與所述壓力變送器及所述位移傳感器連接；
[0012]其中，當(dāng)進行固結(jié)滲透實驗時，將所述土樣填充在所述空腔內(nèi)。
[0013]作為優(yōu)選，所述壓力室為空心結(jié)構(gòu)的圓筒；
[0014]所述加壓上蓋為圓板結(jié)構(gòu)，所述加壓上蓋的圓周上開設(shè)有第一環(huán)形槽，所述第一環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有第一密封圈；
[0015]所述圓筒與所述底座通過螺栓固定連接;所述底座對應(yīng)所述圓筒的位置開設(shè)有第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有第二密封圈；
[0016]其中，所述第一密封圈及第二密封圈將所述壓力室內(nèi)部的空腔密封。
[0017]作為優(yōu)選，所述進水口位于所述圓板的中心位置；
[0018]所述多條第二凹槽包括:多條共圓心的環(huán)形凹槽及多條徑向布置的條形凹槽;所述環(huán)形凹槽通過所述條形凹槽與所述進水口連通；
[0019]所述排水口位于所述第二環(huán)形槽的圓心位置；
[0020]所述多條第一凹槽包括:多條共圓心的環(huán)形凹槽及多條徑向布置的條形凹槽;所述環(huán)形凹槽通過所述條形凹槽與所述排水口連通。
[0021 ]作為優(yōu)選，所述加壓組件包括:
[0022]—級杠桿，一端通過第一立柱固定在地面上；
[0023]二級杠桿，通過第二立柱固定在地面上；所述二級杠桿通過鉸接桿連接所述一級杠桿的另一端；
[0024]螺旋連接接頭，頂部連接所述一級杠桿，連接點靠近所述第一立柱;所述螺旋連接接頭的底部與所述加壓上蓋通過螺紋連接，通過擰動所述螺旋連接接頭使所述加壓上蓋相對所述壓力室滑移；
[0025]加壓托盤，吊設(shè)在所述二級杠桿的一端；
[0026]配重托盤，吊設(shè)在所述二級杠桿的另一端；
[0027]其中，所述二級杠桿與所述第二立柱的連接點位于所述加壓托盤和配重托盤之間，靠近所述配重托盤;所述鉸接桿與所述二級杠桿的連接點位于所述第二立柱與所述加壓托盤之間，靠近所述第二立柱。
[0028]作為優(yōu)選，所述聯(lián)合實驗裝置還包括:
[0029]兩塊金屬孔板，分別設(shè)置在所述土樣與所述底座之間及所述加壓上蓋與所述土樣之間；
[0030]濾網(wǎng)，設(shè)置在所述土樣與所述底座之間，位于所述金屬孔板的上方；
[0031 ]其中，所述金屬孔板的孔徑大于所述濾網(wǎng)的孔徑。
[0032]作為優(yōu)選，所述聯(lián)合實驗裝置包括3根所述測壓管；
[0033]所述壓力室沿豎直方向設(shè)置有3個測壓孔，所述3個測壓孔豎直等間距排布;所述3根測壓管分別連接所述3個測壓孔。
[0034]作為優(yōu)選，所述聯(lián)合實驗裝置還包括:
[0035]供水瓶，固定在所述壓力室的上方；
[0036]供水管，一端與所述供水瓶連接，以提供實驗用水；
[0037]止水夾，設(shè)置在所述供水管上。
[0038]作為優(yōu)選，所述聯(lián)合實驗裝置還包括:
[0039]溫度測試部件，設(shè)置在所述加壓上蓋上；
[0040]量筒，設(shè)置在所述底座上，以計量通過所述土樣的滲流水量；
[0041]作為優(yōu)選，所述加壓上蓋的頂部中心設(shè)置有鐵片，所述位移傳感器固定在所述鐵片上；
[0042]所述控制單元包括:動態(tài)測試系統(tǒng)及計算機;所述動態(tài)測試系統(tǒng)與所述壓力變送器、所述位移傳感器及所述計算機連接。
[0043]作為優(yōu)選，所述聯(lián)合實驗裝置還包括:
[0044]滑動支架，所述滑動支架包括支撐桿及水平桿;所述支撐桿固定在所述底座上;所述水平桿與所述支撐桿滑動連接；
[0045]所述調(diào)節(jié)管吊設(shè)在所述水平桿上；
[0046]其中，通過滑動所述水平桿，以改變所述調(diào)節(jié)管的豎直高度。
[0047]本申請中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
[0048]由于采用了保證滲透速度不受阻礙的底座、壓力室、加壓組件、滲透組件及數(shù)值采集系統(tǒng)的聯(lián)合實驗裝置，能合理進行應(yīng)力加載與滲透耦合試驗，在實驗室內(nèi)對深埋的大顆粒土進行準(zhǔn)確的模擬測試，為深入研究深埋大顆粒土的滲透、固結(jié)耦合作用提供了技術(shù)保證與支持，將有力地推動該項研究的深入發(fā)展。這樣，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的固結(jié)滲透聯(lián)合儀器對大顆粒土進行試驗時，會存在較大的尺寸效應(yīng)，存在較大誤差，無法準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土的真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)問題，實現(xiàn)了不僅可以進行常規(guī)固結(jié)試驗、常規(guī)滲透試驗、細顆粒固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，而且可以進行不同固結(jié)程度下粗顆粒土固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，在實驗室內(nèi)準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0049]圖1為本實用新型實施例提供的固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置的結(jié)構(gòu)示圖；
[0050]圖2為圖1中加壓組件的結(jié)構(gòu)示圖；
[0051]圖3為圖1中加壓上蓋的結(jié)構(gòu)示圖；
[0052]圖4為圖1中加壓上蓋的剖面示圖；
[0053]圖5為圖1中底座的結(jié)構(gòu)示圖；
[0054]圖6為圖1中底座的剖面示圖；
[0055]圖7為圖1中濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示圖。
[0056](圖示中各標(biāo)號代表的部件依次為:I底座、2濾網(wǎng)、3金屬孔板、4壓力室、5測壓管、6支撐桿、7調(diào)節(jié)管、8加壓上蓋、9位移傳感器、10溫度測試部件、11止水夾、12供水管、13供水瓶、14量杯、15溢水口、16 土樣、17密封圈、18螺栓、19 二級杠桿、20螺旋連接接頭、21加壓托盤、22溢水管、23水平桿、24壓力變送器、25動態(tài)測試系統(tǒng)、26計算機、27配重托盤、28進水口、29排水口)
【具體實施方式】
[0057]本申請實施例提供的一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中的固結(jié)滲透聯(lián)合儀器對大顆粒土進行試驗時，會存在較大的尺寸效應(yīng)，存在較大誤差，無法準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土的真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)問題，通過采用底座、壓力室、加壓組件、滲透組件及數(shù)值采集系統(tǒng)構(gòu)成的聯(lián)合實驗裝置，實現(xiàn)了不僅可以進行常規(guī)固結(jié)試驗、常規(guī)滲透試驗、細顆粒固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，而且可以進行不同固結(jié)程度下粗顆粒土固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，在實驗室內(nèi)準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)效果。
[0058]參見附圖1，本申請實施例提供了一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置，包括:底座1、壓力室4、加壓組件、滲透組件及數(shù)值采集系統(tǒng)。
[0059]壓力室4固定在底座I上;底座I開設(shè)有排水口29及多條第一凹槽，多條第一凹槽連通排水口 29 ；壓力室4內(nèi)部為空腔，當(dāng)進行固結(jié)滲透實驗時，將土樣16填充在空腔內(nèi)。壓力室4的頂部滑動設(shè)置有加壓上蓋8;加壓上蓋8開設(shè)有進水口 28及多條第二凹槽，多條第二凹槽連通進水口 28;在底座I上開設(shè)第一凹槽，既形成了多條通道，為保證水滲透到底座I時不增加滲透長度，確保能準(zhǔn)確計算土樣16的密度。
[0060]加壓組件與加壓上蓋8連接，能對加壓上蓋8施加設(shè)定壓力。
[0061]滲透組件包括:溢水管22、調(diào)節(jié)管7及多根測壓管5;壓力室4上端設(shè)置有溢水口 15，溢水管22連接溢水口 15;調(diào)節(jié)管7連接排水口 29;壓力室4沿豎直方向設(shè)置有多個測壓孔，多根測壓管5分別連接多個測壓孔。
[0062]數(shù)值采集系統(tǒng)包括:壓力變送器24、位移傳感器9及控制單元;壓力變送器24設(shè)置在加壓上蓋8與金屬孔板3之間，用于檢測加壓上蓋8對土樣16施加的壓力，生成壓力信息；位移傳感器9用于檢測加壓上蓋8的位移距離，生成位移信息；控制單元與壓力變送器24及位移傳感器9連接，以接受壓力信息和位移信息。
[0063]該聯(lián)合實驗裝置不僅可以進行常規(guī)固結(jié)試驗、常規(guī)滲透試驗、細顆粒固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，而且可以進行不同固結(jié)程度下大顆粒土固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，能夠?qū)ν煌翗?6進行有側(cè)限條件下的壓縮試驗、蠕變試驗，并能進行模擬退潮時的固結(jié)試驗。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、原理明確、易于操作、精度高、穩(wěn)定性好，對安裝測試人員要求較低。
[0064]進一步的，參見附圖1，壓力室4為空心結(jié)構(gòu)的圓筒;加壓上蓋8為圓板結(jié)構(gòu)，加壓上蓋8的圓周上開設(shè)有第一環(huán)形槽，第一環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有第一密封圈；圓筒與底座I通過螺栓18固定連接;底座I對應(yīng)圓筒的位置開設(shè)有第二環(huán)形槽，第二環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有第二密封圈；其中，第一密封圈及第二密封圈將壓力室4內(nèi)部的空腔密封。
[0065]進一步的，參見附圖3和4，進水口28位于圓板的中心位置；多條第二凹槽包括:多條共圓心的環(huán)形凹槽及多條徑向布置的條形凹槽;環(huán)形凹槽通過條形凹槽與進水口連通。參見附圖5和6，排水口 29位于第二環(huán)形槽的圓心位置;多條第一凹槽包括:多條共圓心的環(huán)形凹槽及多條徑向布置的條形凹槽;環(huán)形凹槽通過條形凹槽與排水口 29連通。
[0066]進一步的，參見附圖2，加壓組件包括:一級杠桿、二級杠桿19、螺旋連接接頭20、加壓托盤21及配重托盤27。一級杠桿的一端通過第一立柱固定在地面上;二級杠桿19通過第二立柱固定在地面上;二級杠桿19通過鉸接桿連接一級杠桿的另一端;螺旋連接接頭20的頂部連接一級杠桿，連接點靠近第一立柱;螺旋連接接頭20的底部與加壓上蓋8通過螺紋連接，通過擰動螺旋連接接頭20使加壓上蓋8相對壓力室4滑移;加壓托盤21吊設(shè)在二級杠桿19的一端;配重托盤27吊設(shè)在二級杠桿19的另一端;加壓上蓋8與螺旋連接接頭20為螺紋連接，可以調(diào)整連接高度，以調(diào)節(jié)加壓組件中一級杠桿和二級杠桿19平行。
[0067]其中，二級杠桿19與第二立柱的連接點位于加壓托盤21和配重托盤27之間，靠近配重托盤27;鉸接桿與二級杠桿19的連接點位于第二立柱與加壓托盤21之間，靠近第二立柱。配重托盤27是用于放置配重砝碼，以平衡一級杠桿、二級杠桿19、加壓托盤21及加壓組件的摩擦力，提高加壓精度。該加壓組件為30倍的二級杠桿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)大大的節(jié)約了空間，且能產(chǎn)生高倍數(shù)杠桿，最大可提供7200kg壓力，且該加壓組件簡單易操作。
[0068]進一步的，參見附圖1和7，該聯(lián)合實驗裝置還包括:兩塊金屬孔板3及濾網(wǎng)2。兩塊金屬孔板3分別設(shè)置在土樣16與底座I之間及加壓上蓋8與土樣16之間；濾網(wǎng)2設(shè)置在土樣16與底座I之間，位于金屬孔板3的上方，結(jié)構(gòu)參見附圖7;其中，金屬孔板3的孔徑大于濾網(wǎng)2的孔徑。
[0069]由于施加的壓力大，土樣16尺寸大，較容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，以及考慮節(jié)約、方面的原則，所以不能使用透水石，因此考慮設(shè)計金屬孔板3代替透水石。金屬孔板3是防止土樣16填充金屬底座排水通道，阻礙滲透速度。同時金屬孔板3的設(shè)置有效的簡化試驗時試驗人員確定試樣高度和水滲透高度。有效減小試驗誤差，確保試驗精度。由于所訴圓筒底座I中心處設(shè)有開口大及通道多，為保證剛度達到要求設(shè)計了濾網(wǎng)2。
[0070]進一步的，參見附圖1，聯(lián)合實驗裝置包括3根測壓管5;壓力室4沿豎直方向設(shè)置有3個測壓孔，3個測壓孔豎直等間距排布;3根測壓管5分別連接3個測壓孔。
[0071]進一步的，參見附圖1，聯(lián)合實驗裝置還包括:供水瓶13、供水管12及止水夾11。供水瓶13固定在壓力室4的上方;供水管12的一端與供水瓶13連接，以提供實驗用水;止水夾11設(shè)置在供水管12上。
[0072]進一步的，聯(lián)合實驗裝置還包括:溫度測試部件10及量筒14。溫度測試部件10設(shè)置在加壓上蓋8上，作為優(yōu)選，選用溫度計。量筒14設(shè)置在底座I上，以計量通過土樣16的滲流水量。
[0073]進一步的，加壓上蓋8的頂部中心設(shè)置有鐵片，位移傳感器9固定在鐵片上;加壓上蓋8上有一個鐵片，用于放置位移傳感器9，計算出試驗固結(jié)高度，因為鐵片與加壓上蓋8中心連接，所以位移傳感器9檢測的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確?？刂茊卧?動態(tài)測試系統(tǒng)25及計算機26;動態(tài)測試系統(tǒng)25與壓力變送器24、位移傳感器9及計算機26連接。
[0074]進一步的，該聯(lián)合實驗裝置還包括:滑動支架，滑動支架包括支撐桿6及水平桿23;支撐桿6固定在底座I上；水平桿23與支撐桿6滑動連接；調(diào)節(jié)管7吊設(shè)在水平桿23上；其中，通過滑動水平桿23，以改變調(diào)節(jié)管7的豎直高度。
[0075]下面通過工作原理和實驗步驟對本申請?zhí)峁┑墓探Y(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置的結(jié)構(gòu)及其運行特征進行詳細說明:
[0076]工作原理:此裝置屬于常水頭滲透系統(tǒng)，依據(jù)土中滲透水流呈層流狀態(tài)時遵循達西定律V = ki，儀器在工作時，土樣16受軸向應(yīng)力，同時保證其有一定水頭差的水流通過，記錄某一段時間內(nèi)通過土樣16的滲透量。本固結(jié)系統(tǒng)是以太沙基單軸固結(jié)理論為基礎(chǔ)。由于外載荷作用，水和空氣從孔隙擠出，土的骨架顆粒間相互擠緊，導(dǎo)致土體壓縮變形，在記錄滲透量的同時數(shù)值采集系統(tǒng)采集壓縮變形量。組裝儀器時，通過密封圈防止漏水、漏氣，通過在金屬圓筒涂抹黃油或凡士林等(潤滑劑)減小加壓上蓋8與金屬圓筒內(nèi)壁的摩擦。通過金屬孔板3保證滲流通道暢通，并能有效控制試樣密度。
[0077]通過加壓組件給土樣施加軸向荷載，進行飽和大顆粒土固結(jié)試驗，通過動態(tài)測試系統(tǒng)25采集軸向力和試樣沉降量;加壓組件給土樣16施加軸向荷載后，在不同固結(jié)程度下，通過供水瓶13提供穩(wěn)定水頭差，再通過量筒14測記各土樣16高度的滲流量，完成固結(jié)滲透聯(lián)合試驗。
[0078]下面對直徑300mm、高度300mm、最大顆粒粒徑30mm的土樣16進行固結(jié)滲透聯(lián)合實驗，實驗步驟包括:
[0079]S1、連接加壓上蓋8與加壓組件上的螺旋連接接頭20。把底座I和壓力室4固定好，檢查各管路接頭處、底座I與圓筒連接處是否漏水。依次把金屬孔板3、濾網(wǎng)2和土工布放入底座I。安裝測壓管5。
[0080]S2、連接調(diào)節(jié)管7與供水管12，將底座I管道中、金屬孔板3中的氣體排出后，關(guān)止水夾Ilo
[0081]S3、在壓力室4高度250mm以上內(nèi)壁涂抹黃油或者凡士林，能減少加壓上蓋8的密封圈17與圓筒內(nèi)壁的摩擦。
[0082]S4、取代表性砂土作為土樣16，并測定其含水率，將土樣16分成10-15層裝入圓筒，用擊實器擊實到特定高度，以控制孔隙比。
[0083]S5、每層試樣擊實完成后，將供水管12上的止水夾11打開，水面高度升至土樣16平齊時關(guān)止水夾11。依上述步驟逐層裝土樣16后，再依次放上土工布和金屬孔板3。測金屬孔板3至圓筒頂?shù)母叨?，計算土?6高度。
[0084]S6、調(diào)節(jié)加壓上蓋8，使其與金屬孔板3正好接觸，并在配重托盤27上加上配重，用水平尺調(diào)節(jié)二級杠桿19平行。使加壓上蓋8與金屬孔板3完全接觸、金屬孔板3與土樣16充分接觸。
[0085]S7、安裝位移傳感器9 ο微開止水夾11，直至水從溢水口 15溢出。
[0086]S8、檢查各測壓管水位是否與溢水口 15水位一致，當(dāng)測壓管5與溢水口 15水位不同時，是因為儀器有集氣或漏氣的可能，用吸水球調(diào)整測壓管5水位，直至與溢水口 15水位平齊。
[0087]S9、把調(diào)節(jié)管7提高到溢水口 15水位以上，然后分離調(diào)節(jié)管7和供水管12，打開止水夾11，將供水管12放入圓筒中，使水注入圓筒內(nèi)，據(jù)所需加載應(yīng)力加砝碼，在配重托盤27加上砝碼，使一級杠桿和二級杠桿19平行，開始采集位移傳感器9和壓力變送器24數(shù)據(jù)。施加每一級壓力后宜用下列時間順序測記。時間為68、158、1!11；[11、2111；[11158、4111；[11、6111；[11158、9111；[11、12minl5s、16min、20minl5s、5min、30minl5s、36min、42minl5s、49min、64min、10min、200min、400min、23h、24h 至穩(wěn)定為止 D
[0088]S10、將調(diào)節(jié)管降至土樣16的上部1/3高度處，形成水位差使水滲入土樣16，通過調(diào)節(jié)管7流出。調(diào)節(jié)止水夾11，使進入圓筒的水量稍大于溢水口 15排出的水，保持圓筒內(nèi)水位穩(wěn)定。當(dāng)測壓管5水位穩(wěn)定后，記錄測壓管5水位，并計算各測壓管5間的水位差。安規(guī)定時間記錄滲出水量，并測量進水口 28的水溫，取平均值。
[0089]Sll、降低調(diào)節(jié)管7至土樣16的中部和下部1/3處，重復(fù)第10步驟，測定滲出水量和水溫。
[0090]本申請中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
[0091]由于采用了保證滲透速度不受阻礙的底座1、壓力室4、加壓組件、滲透組件及數(shù)值采集系統(tǒng)的聯(lián)合實驗裝置，能合理進行應(yīng)力加載與滲透耦合試驗，保證準(zhǔn)確測定在應(yīng)力加載、有側(cè)限與軸向排水條件下，變形(孔隙比)和應(yīng)力的關(guān)系、變形和時間的關(guān)系和應(yīng)力、滲透系數(shù)、與時間三者的關(guān)系，進而準(zhǔn)確計算出大顆粒土的單位沉降量、壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、滲透系數(shù)等指標(biāo)，保證該試驗?zāi)芨鎸嵉胤从彻こ虒嶋H，如雨季前后路基、基礎(chǔ)的排水和沉降情況，潮汐時近海工程及海島工程基礎(chǔ)排水情況。這樣，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的固結(jié)滲透聯(lián)合儀器對大顆粒土進行試驗時，會存在較大的尺寸效應(yīng)，存在較大誤差，無法準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土的真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)問題，實現(xiàn)了不僅可以進行常規(guī)固結(jié)試驗、常規(guī)滲透試驗、細顆粒固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，而且可以進行不同固結(jié)程度下粗顆粒土固結(jié)滲透聯(lián)合試驗，在實驗室內(nèi)準(zhǔn)確模擬不同埋深的大顆粒土真實應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)效果。
[0092]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種固結(jié)滲透聯(lián)合實驗裝置，其特征在于，所述聯(lián)合實驗裝置包括: 底座，開設(shè)有排水口及多條第一凹槽，所述多條第一凹槽連通所述排水口 ； 壓力室，固定在所述底座上;所述壓力室內(nèi)部為空腔，頂部滑動設(shè)置有加壓上蓋;所述加壓上蓋開設(shè)有進水口及多條第二凹槽，所述多條第二凹槽連通所述進水口 ； 加壓組件，與所述加壓上蓋連接，能對所述加壓上蓋施加設(shè)定壓力； 滲透組件，所述滲透組件包括:溢水管、調(diào)節(jié)管及多根測壓管;所述壓力室上端設(shè)置有溢水口，所述溢水管連接所述溢水口 ；所述調(diào)節(jié)管連接所述排水口 ；所述壓力室沿豎直方向設(shè)置有多個測壓孔，所述多根測壓管分別連接所述多個測壓孔； 數(shù)值采集系統(tǒng)，所述數(shù)值采集系統(tǒng)包括:壓力變送器、位移傳感器及控制單元;所述壓力變送器用于檢測所述加壓上蓋對土樣施加的壓力;所述位移傳感器用于檢測所述加壓上蓋的位移距離;所述控制單元與所述壓力變送器及所述位移傳感器連接； 其中，當(dāng)進行固結(jié)滲透實驗時，將所述土樣填充在所述空腔內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于， 所述壓力室為空心結(jié)構(gòu)的圓筒； 所述加壓上蓋為圓板結(jié)構(gòu)，所述加壓上蓋的圓周上開設(shè)有第一環(huán)形槽，所述第一環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有第一密封圈； 所述圓筒與所述底座通過螺栓固定連接;所述底座對應(yīng)所述圓筒的位置開設(shè)有第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有第二密封圈； 其中，所述第一密封圈及第二密封圈將所述壓力室內(nèi)部的空腔密封。3.如權(quán)利要求2所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于， 所述進水口位于所述圓板的中心位置； 所述多條第二凹槽包括:多條共圓心的環(huán)形凹槽及多條徑向布置的條形凹槽;所述環(huán)形凹槽通過所述條形凹槽與所述進水口連通； 所述排水口位于所述第二環(huán)形槽的圓心位置； 所述多條第一凹槽包括:多條共圓心的環(huán)形凹槽及多條徑向布置的條形凹槽;所述環(huán)形凹槽通過所述條形凹槽與所述排水口連通。4.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于，所述加壓組件包括: 一級杠桿，一端通過第一立柱固定在地面上； 二級杠桿，通過第二立柱固定在地面上;所述二級杠桿通過鉸接桿連接所述一級杠桿的另一端； 螺旋連接接頭，頂部連接所述一級杠桿，連接點靠近所述第一立柱;所述螺旋連接接頭的底部與所述加壓上蓋通過螺紋連接，通過擰動所述螺旋連接接頭使所述加壓上蓋相對所述壓力室滑移； 加壓托盤，吊設(shè)在所述二級杠桿的一端； 配重托盤，吊設(shè)在所述二級杠桿的另一端； 其中，所述二級杠桿與所述第二立柱的連接點位于所述加壓托盤和配重托盤之間，靠近所述配重托盤;所述鉸接桿與所述二級杠桿的連接點位于所述第二立柱與所述加壓托盤之間，靠近所述第二立柱。5.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于，所述聯(lián)合實驗裝置還包括: 兩塊金屬孔板，分別設(shè)置在所述土樣與所述底座之間及所述加壓上蓋與所述土樣之間； 濾網(wǎng)，設(shè)置在所述土樣與所述底座之間，位于所述金屬孔板的上方； 其中，所述金屬孔板的孔徑大于所述濾網(wǎng)的孔徑。6.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于， 所述聯(lián)合實驗裝置包括3根所述測壓管； 所述壓力室沿豎直方向設(shè)置有3個測壓孔，所述3個測壓孔豎直等間距排布;所述3根測壓管分別連接所述3個測壓孔。7.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于，所述聯(lián)合實驗裝置還包括: 供水瓶，固定在所述壓力室的上方； 供水管，一端與所述供水瓶連接，以提供實驗用水； 止水夾，設(shè)置在所述供水管上。8.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于，所述聯(lián)合實驗裝置還包括: 溫度測試部件，設(shè)置在所述加壓上蓋上； 量筒，設(shè)置在所述底座上，以計量通過所述土樣的滲流水量。9.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于， 所述加壓上蓋的頂部中心設(shè)置有鐵片，所述位移傳感器固定在所述鐵片上； 所述控制單元包括:動態(tài)測試系統(tǒng)及計算機;所述動態(tài)測試系統(tǒng)與所述壓力變送器、所述位移傳感器及所述計算機連接。10.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合實驗裝置，其特征在于，所述聯(lián)合實驗裝置還包括: 滑動支架，所述滑動支架包括支撐桿及水平桿;所述支撐桿固定在所述底座上;所述水平桿與所述支撐桿滑動連接； 所述調(diào)節(jié)管吊設(shè)在所述水平桿上； 其中，通過滑動所述水平桿，以改變所述調(diào)節(jié)管的豎直高度。
【文檔編號】G01N33/24GK205484324SQ201521112833
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】何建喬, 魏厚振, 況輝, 孟慶山, 韋昌富
【申請人】中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所