多功能土的固结及渗透试验装置及其试验方法

摘要

本发明公开了一种多功能土的固结及渗透试验装置及其试验方法，属于土工试验领域。本装置包括动荷载系统、静荷载系统、传压盖板、压力室、数据采集系统、高压气瓶和水箱；动荷载系统和静荷载系统分别与传压盖板连接；传压盖板、压力室和数据采集系统前后依次连接；高压气瓶分别与传压盖板和压力室连接；水箱分别与传压盖板和压力室连接。本装置测试原理直观、结构简单、精度高、稳定性好、易于操作、拆卸方便，对安装测试人员没有很高的技术要求。本发明适用于饱和土动力固结、固结渗透联合测定、应力松弛和流变的试验，还用于非饱和土的固结、渗水和渗气的试验。

主权项

一种多功能土的固结及渗透试验装置，其特征在于：包括动荷载系统(1)、静荷载系统(2)、传压盖板(3)、压力室(4)、数据采集系统(5)、高压气瓶(6)和水箱(7)；动荷载系统(1)和静荷载系统(2)分别与传压盖板(3)连接；传压盖板(3)、压力室(4)和数据采集系统(5)前后依次连接；高压气瓶(6)分别与传压盖板(3)和压力室(4)连接；水箱(7)分别与传压盖板(3)和压力室(4)连接；所述的动荷载系统(1)包括功率放大器(1.1)、激振器(1.2)、压力传感器(1.3)、两根立柱(1.4)和激振梁(1.5)；激振梁(1.5)横于两根立柱(1.4)之间，在激振梁(1.5)中部开孔并架设有激振器(1.2)，在激振器(1.2)上嵌套有压力传感器(1.3)，压力传感器(1.3)与功率放大器(1.1)相连；功率放大器(1.1)和压力传感器(1.3)分别通过信号传输线与计算机(5.7)相连；所述的静荷载系统(2)包括百分表(2.1)、砝码(2.2)、传压支架(2.3)、螺栓(2.4)、杠杆式加载装置(2.5)和底座(2.6)；在底座(2.6)内部设置有杠杆式加载装置(2.5)，在杠杆式加载装置(2.5)的前端通过放置砝码(2.2)施加静荷载，杠杆式加载装置(2.5)通过螺栓(2.4)与传压支架(2.3)相连接，传压支架(2.3)将静荷载传递于传压盖板(3)，在传压支架(2.3)上架设有百分表(2.1)；所述的传压盖板(3)包括第1透水石(3.1)、排气孔(3.2)、第1水压力孔道(3.3)、第1气压力孔道(3.4)、O型密封圈(3.5)、第1陶土板(3.6)、渗水孔(3.7)、第2透水石(3.8)、第1防水透气膜(3.9)、第1玻璃管(3.10)、第4三通阀(3.11)、第1体积压力控制器(3.12)和第2体积压力控制器(3.13)；传压盖板(3)外侧为O型密封圈(3.5)；在传压盖板(3)内部设置有第1水压力孔道(3.3)、渗水孔(3.7)和第1气压力孔道(3.4)； 第1水压力孔道(3.3)一端通过第1陶土板(3.6)与压力室(4)相连，另一端与第1体积压力控制器(3.12)相连，第1体积压力控制器(3.12)和水箱(7)相连；渗水孔(3.7)一端通向压力室(4)，另一端通过第1透水石(3.1)后分为两路，一路与排气孔(3.2)相连，另一路通过第4三通阀(3.11)与第1玻璃管(3.10)相连；第1气压力孔道(3.4)一端通过第1防水透气膜(3.9)和第2透水石(3.8)与压力室(4)相连，另一端与第2体积压力控制器(3.13)相连，第2体积压力控制器(3.13)和高压气瓶(6)连接；所述的压力室(4)包括上环(4.1)、中环(4.2)、隔膜室(4.3)、第2玻璃管(4.4)、第1三通阀(4.5)、第2三通阀(4.6)、排水孔(4.7)、第2陶土板(4.8)、孔隙水压力孔道(4.9)、第3透水石(4.10)、下环(4.11)、第2防水透气膜(4.12)、第2气压力孔道(4.13)、第2水压力孔道(4.14)、第3体积压力控制器(4.15)、第4体积压力控制器(4.16)、第3三通阀(4.17)、第3玻璃管(4.18)；上环(4.1)、中环(4.2)和下环(4.11)通过紧固螺栓连接成压力室(4)；中环(4.2)内设置有隔膜室(4.3)，隔膜室(4.3)外侧通过第1三通阀(4.5)与第2玻璃管(4.4)相连，隔膜室(4.3)外侧通过第2三通阀(4.6)与侧压力传感器(5.5)相连；下环(4.11)中部设置有第2气压力孔道(4.13)、孔隙水压力孔道(4.9)和第2水压力孔道(4.14)，下环(4.11)侧壁设置有排水孔(4.7)；第2气压力孔道(4.13)一端通过第2防水透气膜(4.12)和第3透水石(4.10)通向压力室(4)的底部，另一端与第3体积压力控制器(4.15)相连，第3体积压力控制器(4.15)和高压气瓶(6)连接；孔隙水压力孔道(4.9)通过第3三通阀(4.17)分别与第3玻璃管(4.18)和孔隙水压力传感器(5.6)相连，第2水压力孔道(4.14)一端通过第2陶土板(4.8)通向压力室(4)的底部，另一端与第4体积压力控制器(4.16)相连，第4体积压力控制器(4.16)和水箱(7)相连；所述的数据采集系统(5)包括第1压力变送器(5.1)、第2压力变送器(5.2)、 第3压力变送器(5.3)、第4压力变送器(5.4)、侧压力传感器(5.5)、孔隙水压力传感器(5.6)、计算机(5.7)、动态测试系统(5.8)和位移传感器(5.9)；第1压力变送器(5.1)、第2压力变送器(5.2)、第3压力变送器(5.3)、第4压力变送器(5.4)、侧压力传感器(5.5)、孔隙水压力传感器(5.6)和位移传感器(5.9)分别通过信号传输线与动态测试系统(5.8)和计算机(5.7)连接；第1压力变送器(5.1)设置于第2体积压力控制器(3.13)与压力室(4)之间；第2压力变送器(5.2)设置于第3体积压力控制器(4.15)与压力室(4)之间；第3压力变送器(5.3)设置于第1体积压力控制器(3.12)与压力室(4)之间；第4压力变送器(5.4)设置于第4体积压力控制器(4.16)与压力室(4)之间；侧压力传感器(5.5)位于隔膜室(4.3)外侧，通过信号传输线与动态测试系统(5.8)相连接；孔隙水压力传感器(5.6)位于压力室(4)底部的孔隙水压力孔道(4.9)上，通过信号传输线与动态测试系统(5.8)相连接；位移传感器(5.9)设置于百分表(2.1)上，通过信号传输线与动态测试系统(5.8)相连接。