真空預壓-堆載-強夯聯合固結儀制造技術

本發明專利技術屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種利用真空預壓和堆載聯合加固軟土的實驗設備。目前這種聯合加固方法在工程中主要依靠技術人員的經驗，缺乏準確的設計計算參數。本發明專利技術旨在設計出室內模擬真空預壓和堆載聯合的固結土樣的裝置，這對于提高這類聯合固結處理方法的設計準確性以及加固效率大有裨益。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于巖土工程
，具體涉及一種利用真空預壓和堆載聯合加固軟土的實驗設備。目前這種聯合加固方法在工程中主要依靠技術人員的經驗，缺乏準確的設計計算參數。本專利技術旨在設計出室內模擬真空預壓和堆載聯合的固結土樣的裝置，這對于提高這類聯合固結處理方法的設計準確性以及加固效率大有裨益。【專利說明】真空預壓-堆載-強夯聯合固結儀
本專利技術屬于巖土工程
，具體涉及一種利用真空預壓和堆載聯合加固軟土的實驗設備。
技術介紹
我國沿海地區大部分屬于軟弱地基土，這種土的特點是含水量大、壓縮性高、強度低、滲透性差。要在這種地基土上進行大面積施工，比如大規模圍墾工程，需要對地基進行處理和加固，常用施工方法有堆載預壓、真空預壓、電滲固結等等。真空預壓法自20世紀80年代后期被成功應用以來，大量工程實踐證明是加固軟土最有效的方法之一，至今仍然是軟土地基主要的地基處理方法。但在處理深厚軟黏土地基時，單獨使用真空預壓法會存在加固效率低，處理時間長，而且其真空度的沿程損失較大，使得真空度難以到達深部土體，加固效果欠佳，難以滿足工程實際應用的需要。因此，工程中常常將真空預壓和堆載聯合起來對深厚軟土進行處理，比單純使用真空預壓或堆載的方法取得了更好的加固效果，而且大大縮短了加固時間，但是由于缺乏室內關于模擬此類聯合加固地基的固結土樣的裝置，目前這種聯合加固方法在工程中主要依靠技術人員的經驗，缺乏準確的設計計算參數。因此，關于設計出在室內能夠模擬真空預壓和堆載聯合的固結土樣的裝置顯得尤為重要，這對于提高這類聯合固結處理方法的設計準確性以及加固效率大有裨益。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種模擬真空預壓-堆載-強夯聯合地基處理方法的室內固結土樣的裝置。本專利技術提出的真空預壓-堆載-強夯聯合固結土樣的裝置，由活塞連接室1、空氣壓力室2、活塞3、土樣室4、塑料排水板5、排水板帽6、頂蓋7、底座8、定位支架9、支撐支架10、千分表11、土工布12、連接支架13、環形橡膠圈14、孔壓傳感器15、加載架16、滑輪17、夯錘18、真空泵和增壓泵以及數據采集系統組成。其中，活塞連接室1、空氣壓力室2、活塞3、定位支架9、加載架16、滑輪17、夯錘18、真空泵以及增壓泵組成堆載系統；千分表11、支撐支架10、孔壓傳感器15以及數據采集器構成量測系統；活塞連接室I位于頂蓋7中心，頂部與千分表11無縫接觸同時與真空泵連通，下部與活塞3剛性相連；空氣壓力室2位于頂蓋7和活塞3之間，上部連通增壓泵；頂蓋7與活塞連接室2外壁及活塞與土樣室4內壁之間均設有環形橡膠圈；定位支架9環箍在活塞連接室I外壁，并且下部與頂蓋7剛性連接；千分表11固定在支撐支架10上，并且支撐支架10下部固定于頂蓋7上；加載架16固定在頂蓋7上，滑輪17固定于加載架16上，下面通過細繩連接夯錘18 ;夯錘18中心處開有貫穿夯錘18的小孔，夯錘頂面平均每120度連接一根細繩，三根細繩23端部固定于小圓環上。底座8位于土樣室4底部，并且通過連接支架9與頂蓋7相連，連接支架均勻分布在土樣室外壁一周；試驗土置于土樣室4中，塑料排水板5貫穿插在土樣中心，并且頂部通過排水板帽6與活塞3相連；土樣與活塞3及底座8之間均鋪設有土工布12 ;孔壓傳感器15位于土樣中部，并與數據采集器相連。本專利技術中，連接支架13由10根鋼條組成，均勻環繞在土樣室4的外壁，上下分別通過螺栓將頂蓋7和底座8連接起來。本專利技術中，定位支架9由環箍活塞連接室I的圓盤和三根鋼條組成，鋼條將圓盤和頂蓋7剛性連接在一起，整個定位支架起到定位活塞連接室I下部活塞3的作用。本專利技術中，頂蓋7與活塞連接室I外壁及活塞與土樣室4內壁之間設置有經過硅脂潤滑過的環形橡膠圈14，起到密封的作用，并且可以實現活塞在土樣室4上部自由上下移動。本專利技術中，頂蓋7頂部圓心處設有一個大的孔道用于環箍于活塞連接室I外壁，大孔道外側沿著兩個正交方向設有四個孔洞，并從孔洞接出四根膠管通過接口轉換器與增壓泵相連。本專利技術中，排水板帽6頂部設有排水嘴將通過塑料排水板5從土樣排出來的水分通過活塞連接室I內的膠管排出。本專利技術中，土樣與活塞3及底座8之間均鋪設有土工布12用于防止土樣室4中的土樣透過活塞并且不會影響水分透過土工布12。本專利技術中，在加載過程中，利用夯錘18施加的動力作用，將此固結土樣的裝置由靜力固結變成靜動力耦合固結土樣的裝置。本專利技術的工作過程如下:在土樣室4底部鋪設一層土工布12，往土樣室4內中填埋土樣，土樣中部預先埋設若干數量孔壓傳感器15，孔壓傳感器15通過土樣室4外壁的孔道與外部數據采集系統相連。土樣室4內壁預先涂上硅脂以減小土樣與內壁之間的摩擦。在土樣中部貫穿插入塑料排水板5形成排水通道，在塑料排水板5頂端安裝排水板帽6用來搜集排出的水分。排水板帽6穿過活塞3與活塞連接室I相通。活塞3和土樣之間鋪設一層土工布12用來透水以及防止土樣透過活塞。活塞連接室I通過膠管與真空泵連通，通過真空泵向活塞連接室I提供負壓從而傳到下部土樣，穿過活塞連接室I的膠管一端連接排水板帽6上部的出水嘴，另一端連接真空泵。空氣壓力室2上部沿環形面兩個正交方向伸出四個管道連接到增壓泵，通過增壓泵向空氣壓力室2提供正壓從而推動活塞3向下運動，如果需要實現靜動力耦合固結則同時通過夯錘18錘擊活塞連接室I頂部推動活塞3向下運動進一步提供向下的動力正壓。與活塞連接室I頂部平面接觸的千分表11可以實時測量土樣位移，同時埋設在土樣中部的孔壓傳感器15可以實時監測土樣的孔壓變化。通過活塞連接室I提供的負壓以及空氣壓力室2提供的正壓可以很大程度提供土樣固結效率，很明顯提高固結排水效果。本專利技術裝置的優點在于將真空預壓和堆載聯合起來，在負壓和正壓同時作用下，能大大縮短固結時間，提高固結效率，同時能取得更好的固結排水效果。并且本裝置通過夯錘還可以實現靜動力耦合固結，很大程度提高了學術研究的價值。另外，本專利技術裝置可以直接方便的觀測土樣固結過程中豎向位移變化，并且能實現很高的精度，同時土樣固結過程中也能實時記錄孔隙水壓力的變化。本專利技術裝置操作簡單，固結效果好，功能多，彌補了室內固結土樣的裝置真空預壓和堆載聯合固結土樣的空白。【專利附圖】【附圖說明】圖1—本專利技術裝置簡圖。圖2—本專利技術裝置的俯視圖。圖3——本專利技術裝置頂蓋剖面圖。圖4——本專利技術裝置夯錘示意圖。【具體實施方式】下面通過實施例進一步描述本專利技術。實施例1，土樣室4和空氣壓力室2外壁是用聚錄乙烯材料(PVC)制成的圓筒形空腔，空腔高度為1000mm，內徑為500mm，壁厚IOmm ;空腔內用于分隔空氣壓力室2和土樣室4的活塞3用合金材料制成，厚度35mm，中間留有直徑5mm孔洞用于排水板帽6與活塞連接室I之間的排水膠管通過；空氣壓力室2頂部的頂蓋7由鋼材制成，直徑600_，厚度10mm，頂蓋7圓心部位留有直徑IOOmm的圓形通道用于環箍在活塞連接室I的外壁，在頂蓋7距離圓心150mm兩個正交方向設有四個直徑6mm孔洞，通過這四個孔洞分別引出的四根膠管利用一個接口轉換器最后與增壓泵連通；與活塞3連接并環箍在頂蓋7中心的活塞連接室I用聚錄乙烯材料(PVC)制成，外徑為100mm，高度500mm，厚度10mm，活塞連接室I頂本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種真空預壓?堆載?強夯聯合固結土樣的裝置，由活塞連接室(1)、空氣壓力室(2)、活塞(3)、土樣室(4)、塑料排水板(5)、排水板帽(6)、頂蓋(7)、底座(8)、定位支架(9)、支撐支架(10)、千分表(11)、土工布(12)、連接支架(13)、環形橡膠圈(14)、孔壓傳感器(15)、加載架(16)、滑輪(17)、夯錘(18)、真空泵和增壓泵以及數據采集系統組成，其特征在于活塞連接室(1)、空氣壓力室(2)、活塞(3)、定位支架(9)、加載架(16)、滑輪(17)、夯錘(18)、真空泵以及增壓泵組成堆載系統；千分表(11)、支撐支架(10)、孔壓傳感器(15)以及數據采集器構成量測系統；活塞連接室(1)位于頂蓋(7)中心，頂部與千分表(11)無縫接觸同時與真空泵連通，下部與活塞3剛性相連；空氣壓力室(2)位于頂蓋(7)和活塞(3)之間，上部連通增壓泵；活塞(3)位于空氣壓力室(2)和土樣室(4)之間；頂蓋(7)與活塞連接室(2)外壁及活塞與土樣室(4)內壁之間均設有環形橡膠圈；定位支架(9)環箍在活塞連接室(1)外壁，并且下部與頂蓋(7)剛性連接；千分表(11)固定在支撐支架(10)上，并且支撐支架(10)下部固定于頂蓋(7)上；加載架(16)固定在頂蓋(7)上，滑輪(17)固定于加載架(16)上，下面通過細繩連接夯錘(18)；夯錘(18)中心處開有貫穿夯錘(18)的小孔，夯錘頂面平均每120度連接一根細繩，三根細繩端部固定于小圓環上；底座(8)位于土樣室(4)底部，并且通過連接支架(9)與頂蓋(7)相連，連接支架均勻分布在土樣室外壁一周；試驗土置于土樣室(4)中，塑料排水板(5)貫穿插在土樣中心，并且頂部通過排水板帽(6)與活塞(3)相連；土樣與活塞(3)及底座(8)之間均鋪設有土工布(12)；孔壓傳感器(15)位于土樣中部，并與數據采集器相連。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王軍，蔡袁強，谷川，王鵬，熊煥，丁光亞，胡秀青，
申請(專利權)人：王軍，
類型：發明
國別省市：