本發明專利技術涉及一種用于土工動力離心機模型試驗飽和土樣的制備方法，將現場土樣烘干粉碎并過土工篩；根據常規土工試驗所測飽和含水率提高一定程度后計算所需水量，在真空攪拌機中攪拌制備飽和土樣；將飽和土樣均勻裝入模型箱中，并在土樣中埋設孔隙水壓力傳感器；飽和土樣頂部鋪設隔離層，在隔離層上均勻鋪設一定厚度的干砂，將準備好的袋裝干砂均勻放于干砂層上；吊裝模型箱，固定模型箱后開啟離心機，達到設計加速度后開始飽和土樣的固結；通過埋設的孔隙水壓力傳感器判斷停機時間，當初始超孔壓完全消散后，停機吊出模型箱。重復操作，至整個模型制備完成。本方法可縮短土樣的飽和時間，解決現場取土有限導致土樣二次應用的問題，縮短離心固結時間并準確判斷固結結束時間。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種用于土工動力離心機模型試驗飽和土樣的制備方法，將現場土樣烘干粉碎并過土工篩；根據常規土工試驗所測飽和含水率提高一定程度后計算所需水量，在真空攪拌機中攪拌制備飽和土樣；將飽和土樣均勻裝入模型箱中，并在土樣中埋設孔隙水壓力傳感器；飽和土樣頂部鋪設隔離層，在隔離層上均勻鋪設一定厚度的干砂，將準備好的袋裝干砂均勻放于干砂層上；吊裝模型箱，固定模型箱后開啟離心機，達到設計加速度后開始飽和土樣的固結；通過埋設的孔隙水壓力傳感器判斷停機時間，當初始超孔壓完全消散后，停機吊出模型箱。重復操作，至整個模型制備完成。本方法可縮短土樣的飽和時間，解決現場取土有限導致土樣二次應用的問題，縮短離心固結時間并準確判斷固結結束時間。【專利說明】
本專利技術涉及一種飽和土樣的制備方法，尤其是涉及一種用于土工動態離心模型試 驗中飽和土樣的制備方法。
技術介紹
土體作為一種典型的非線性材料，其應力應變關系和水力特性受應力水平影響巨 大。近年來，土工離心試驗模型試驗因其能夠克服數值方法的準確性受參數的限制和普通 物理模型試驗無法還原初始自重應力的缺陷，從而在巖土工程領域得到廣泛的與應用。通 過離心機高速旋轉產生的離心力模擬重力，同時在模型底部通過振動臺產生可控的地震 動，能較好的真實再現模型在實際應力水平下的地震反應，這對于揭示土體結構的動態響 應和變形破壞機理有重要作用，同時為數值和理論分析提供真實可靠的對比數據。 在利用土工離心機研究砂土液化等土體在地震荷載下的反應時，為解決動力時間 與滲流時間相似比矛盾的問題，需采用粘滯性液體模擬原型中的孔隙水，因此在土工動力 離心模型試驗時，模型一般需使用粘性液體進行飽和。同時，實際工程中一般采用現場原位 取土進行試驗，考慮到取土費用及試驗本身存在重復性，土樣重復利用不可避免。采用離心 機固結粘土已被業界廣泛接受，但如何判斷固結結束時間以及節省固結時間的問題亟待解 決。 傳統方法一般采用噴淋方式或施加反壓進行模型飽和。所謂噴淋方式即將孔隙液 體噴灑到模型表面，后靠液體重力滲透進行飽和；所謂反壓飽和即將模型置于真空環境中， 從模型底部或內部通入孔隙液體借助負壓進行飽和。傳統方法雖能使土樣飽和，但工序復 雜且不易操作，同時在采用高粘性液體進行飽和時將花費大量時間且試驗后飽和土樣無法 直接再次利用。在利用離心機固結飽和土體時，一般根據經驗判斷固結結束時間，無定量指 標作為標準。同時傳統方法固結飽和土時，僅靠土體自重和滲透進行排水，固結時間長。
技術實現思路
為克服上述傳統制樣方法的缺陷，本專利技術提出了一種流程簡潔、操作方便、準確判 斷固結結束時間并實現土樣重復利用的用于土工動態離心模型試驗的飽和土樣的制備方 法。 本專利技術提出的用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，具體步驟如下： (1) 取現場土樣，將其烘干、粉碎，并過土工篩； (2) 按照常規土工試驗，測量步驟（1)得到的土樣的含水率，根據被測土樣所需達到的 制樣含水率，計算土樣所需的加水量，將土樣與水在真空攪拌機中攪拌4-5小時，制備飽和 土樣； (3) 將飽和土樣均勻裝入模型箱中，并在飽和土樣中埋設孔隙水孔力壓傳感器； (4) 在飽和土樣頂部鋪設隔離層，在隔離層上方均勻鋪設4-8厘米的干砂層，將準備好 的袋裝干砂均勻放于干砂層上；【權利要求】1. 一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在于具體步驟如下： (1) 取現場土樣，將其烘千、粉碎，并過土工篩； (2) 按照常規土工試驗，測量步驟（1)得到的土樣的含水率，根據被測土樣所需達到的 制樣含水率，計算土樣所需的加水量，將土樣與水在真空攪拌機中攪拌4-5小時，制備飽和 土樣； (3) 將飽和土樣均勻裝入模型箱中，并在飽和土樣中埋設孔隙水壓力傳感器； (4) 在飽和土樣頂部鋪設隔離層，在隔離層上方均勻鋪設4-8厘米的干砂層，將準備好 的袋裝干砂均勻放于干砂層上； (5) 吊裝模型箱，固定模型箱后開啟離心機,當離心機達到設計加速度后，開始飽和土 樣的固結； (6) 通過埋設于飽和土樣內的孔隙水壓力傳感器判斷離心機停機時間，當初始超孔壓 完全消散后，停機吊出模型箱； (7) 重復步驟（1) 一 (6)，至整個模型制備完成。2. 根據權利要求1所述的一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在 于，所述土工篩孔徑為2-10mm。3. 根據權利要求1所述的一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在 于，所述的制樣含水率比常規土工試驗所測飽和含水率高5%-8%。4·根據權利要求1所述的一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在 于，所述隔離層為無紡布或窗紗中任一種。5. 根據權利要求1所述的一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在 于，所述袋裝干砂中的袋體材料為不透水材料。6. 根據權利要求1所述的一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在 于，所述設計加速度為正式試驗的離心加速度。【文檔編號】G01N1/28GK104215484SQ201410448499【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日 【專利技術者】黃雨, 佟宏偉, 陸忠民, 李銳, 朱崇強, 葉源新, 吳彩娥, 王路軍, 王曉鵬, 鄧鵬 , 謝先坤 申請人:同濟大學, 上海青草沙投資建設發展有限公司, 上海勘測設計研究院, 上海市水利工程設計研究院有限公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于土工動力離心試驗飽和土樣的制備方法，其特征在于具體步驟如下：(1）取現場土樣，將其烘干、粉碎，并過土工篩；(2）按照常規土工試驗，測量步驟(1)得到的土樣的含水率，根據被測土樣所需達到的制樣含水率，計算土樣所需的加水量，將土樣與水在真空攪拌機中攪拌4?5??小時，制備飽和土樣；(3）將飽和土樣均勻裝入模型箱中，并在飽和土樣中埋設孔隙水壓力傳感器；(4）在飽和土樣頂部鋪設隔離層，在隔離層上方均勻鋪設4?8厘米的干砂層，將準備好的袋裝干砂均勻放于干砂層上；(5）吊裝模型箱，固定模型箱后開啟離心機，當離心機達到設計加速度后，開始飽和土樣的固結；(6）通過埋設于飽和土樣內的孔隙水壓力傳感器判斷離心機停機時間，當初始超孔壓完全消散后，停機吊出模型箱；(7）重復步驟(1）—(6），至整個模型制備完成。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃雨，佟宏偉，陸忠民，李銳，朱崇強，葉源新，吳彩娥，王路軍，王曉鵬，鄧鵬，謝先坤，
申請(專利權)人：同濟大學，上海青草沙投資建設發展有限公司，上海勘測設計研究院，上海市水利工程設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31
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