实验室重塑海洋地基软粘土制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，排水管网位于排水箱内底端，由排水箱底部两端的小孔与排水箱外的抽水软管连通，排水管网之间和上部填充石砾，石砾上面铺设有细砂，在细砂上面和排水箱箱体内壁之间铺设有无纺土工布，在无纺土工布内部填充泥浆，泥浆内部有表面包裹有无纺土工布的纵横隔板，包裹纵横隔板的无纺土工布与排水箱内表面的无纺土工布搭接，上面用柔性盖密封；抽水软管与抽水罐顶部的抽水阀门连接，在抽水罐顶部设有真空压力表和进气孔阀门，抽水罐顶部的抽气阀门与连接真空泵的抽气软管连接，抽水罐的底部设有排水阀门；制出的土样均匀、饱和度达到９５％以上，操作简便、安全可靠，用于制备重塑海洋地基软粘土土样。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，用于制备实验分析研究海洋工程地基软粘土的力学特性。
技术介绍
现有的海洋工程地质土性试验分析研究方法，主要为通过原位测试，或钻取得到 海洋工程地质原状软粘土，带回实验室进行分析测试研究。但由于海洋现场环境的特殊性， 原位测试有时很难实现，原状土样获取费用昂贵，特别是对于海洋软粘土，由于含水量大、 强度低、触变性高等原因，获取不到原状土样。在这种情况下，取得海洋散装软粘土，模拟现 场海洋地质状况，在实验室重塑软粘土，然后进行相关的试验分析研究，也是研究海洋工程 地质特性的一种方法。因此，需要研究开发一套实验室制备重塑软粘土的装置和方法。2004 年，笔者曾经参与开发过一种利用真空预压法制备重塑饱和软粘土的实验装置，见真空预 压法制备重塑饱和软粘土试验研究，内蒙古工业大学学报，第26巻第2期，125-128页，但由 于该设备是初次研发，在后来的试验中，出现操作不方便，制备土样不均匀，土样中容易出 现硬块和水泡的问题而使制样不成功的问题，因此，在原来基础上做了改进，开发出一种新 的实验室重塑海洋地基软粘土制备装置。
技术实现思路
本技术目的是设计一种实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，在实验室模拟 海洋地基现场条件，制备出与原状软粘土性质相似的重塑软粘土，制备软粘土土样的效率 高，制出的重塑软粘土土样饱和度高，土样特性均匀，制备方法简便。 本技术所述的实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，由排水箱、排水管网、抽水罐和真空泵构成；排水管网位于排水箱的内部底端，上面钻有平均分布的小孔，由排水箱底部两端的小孔与排水箱外的抽水软管连通，用连通螺丝连接，排水管网之间和上部填充石砾，石砾上面铺设有细砂，在细砂上面和排水箱箱体内壁之间铺设有无纺土工布，在无纺土工布内部填充搅拌均匀、含水量大于100 %的泥浆，泥浆内部有表面包裹有无纺土工布的纵横隔板，包裹纵横隔板的无纺土工布与排水箱内表面的无纺土工布搭接，上面用柔性盖密封；抽水软管与抽水罐顶部的抽水阀门连接，在抽水罐顶部设有真空压力表和进气孔阀门，抽水罐顶部的抽气阀门与连接真空泵的抽气软管连接，抽水罐的底部设有排水阀门。 将现场取得的海洋软粘土加热风干，再把风干后的软粘土碾碎，配成含水量大于100%的泥浆，浸泡超过24小时。把泥浆搅拌均匀后，倒入铺设好无纺土工布的排水箱内，泥浆内部用表面包裹有无纺土工布的纵横隔板分隔，包裹纵横隔板的无纺土工布与排水箱内表面的无纺土工布搭接，再用无纺土工布把泥浆包裹严密，排水箱的顶部用柔性盖密封，把抽水罐顶部的抽水阀门和抽气阀门打开，关闭阀门和排水阀门，接通真空泵电源，开始对排水箱内部进行抽空气，当排水箱内部的空气抽出以后，接着抽出排水箱内部泥浆中的水，水进入抽水罐中，同时记录抽水开始时间，当抽水罐中水快满时，把抽水罐顶部的阀门关闭，同时记录抽水结束时间，关闭真空泵电源，再打开进气孔阀门，使得抽水罐外部空气可 以进入罐内，打开抽水罐的底部的排水阀门，把抽水罐内的水倒入另外容器中，称出倒出水 的重量，然后再重新抽取排水箱内部的气和水，为了保证得到比较均匀的重塑软粘土，每天 开启真空泵抽气和水的时间为小时，其他时间让排水箱内部的软粘土得到静置，根据抽出 的总水量估计排水箱内部软粘土的含水量，当预估排水箱内部软粘土的含水量得到所要求 的重塑软粘土含水量时，重塑软粘土土样制备完成。 本专利技术的实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，排水管网的作用为把排水箱内部 的水汇集起来，通过抽水软管进入抽水罐中。石砾和细砂共同组成反滤层，防止漏出无纺土 工布的泥浆排出排水箱1。纵横隔板分把泥浆分割成小的独立单元，保证了制出软粘土土样 均匀、无水泡等问题，纵横隔板与排水箱内壁保持一定距离，保证了泥浆在排水和气过程中 能收縮变形，包裹纵横隔板的无纺土工布与排水箱内表面的无纺土工布搭接，保证分隔后 的每个小单元泥浆都有渗透排水路径。无纺土工布起着包裹泥浆的作用，防止泥浆颗粒漏 出，另外在抽取排水箱内部水气的过程中，无纺土工布还起着渗透路径的作用。柔性盖防止 了在抽取排水箱内部的气和水的过程中，外部的空气进入排水箱内部，又能随着排水箱内 部的土体的变形而变形。抽水罐起着两个作用，一是保证了真空泵在开启过程中，从排水箱 抽出的水不进入真空泵内部，防止损坏真空泵，二是承接从排水箱抽出的水，以便估算所制 备重塑软粘土的含水量。抽水软管和抽气软管要用管壁里有加筋的，防止再抽水和气过程 中，由于真空的原因，软管被压扁，不能发挥作用。 本专利技术与现有技术相比的有益效果 1、本专利技术的具有制备重塑软粘土土样的效率高、制出的重塑软粘土土样均匀、饱 和度高，不会出现硬块和水泡土样等特点。 2、一次可以制出30 50个的标准试样，制出的重塑软粘土土样饱和度可以达到95%以上，满足对海洋地基软粘土试验研究的要求。 3、装置制造和土样制备操作方法简便、安全可靠。附图说明图1是实验室重塑海洋地基软粘土制备装置纵向，排水箱部分为半剖视图。 图中1排水箱;2小孔;3排水管网;4抽水软管;5小孔;6连通螺丝;7石砾;8细 砂；9无纺土工布；10泥浆；11纵横隔板；12柔性盖；13抽水罐；14抽水阀门；15真空压力 表；16进气孔；17抽气阀门；18真空泵；19抽气软管；20排水阀门。具体实施方式本技术所述的实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，由排水箱1、排水管网 3、抽水罐13和真空泵18构成；排水管网3上面钻有平均分布的小孔5，位于排水箱1的内 部底端，由排水箱底部两端的小孔2与排水箱外的抽水软管4连通，用连通螺丝6连接，排 水管网3之间和上部填充石砾7，石砾7上面铺设有细砂8，在细砂8上面和排水箱箱体内 壁之间铺设有无纺土工布9，在无纺土工布9内部填充搅拌均匀、含水量大于100%的泥浆 IO，泥浆10内部有表面包裹有无纺土工布9的纵横隔板ll，包裹纵横隔板11的无纺土工布 9与排水箱1内表面的无纺土工布9搭接，上面用柔性盖12密封；抽水软管4与抽水罐13顶部的抽水阀门14连接，在抽水罐13顶部设有真空压力表15和进气孔16阀门，抽水罐13 顶部的抽气阀门17与连接真空泵18的抽气软管19连接，抽水罐13的底部设有排水阀门 20。 较适中的实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，排水箱1是塑料箱，排水箱1长为 800mm、宽为500mm、高为600mm，排水管网3上管道的直径为20mm，排水管网3上面小孔5的 直径为10mm，各小孔5之间的距离为70mm到100mm，填充石砾7的直径15mm 20mm，填充 石砾7的铺设厚度为20 40mm，细砂8的粒径为0. 5m 4mm，细砂8的铺设厚度为20 30mm，纵横隔板11的厚度2 4mm，纵横隔板11与排水箱1内表面之间要有30 50mm的 距离，抽水罐13的直径为200 300mm，高为400mm，真空泵18功率为1. 5升/分钟。权利要求一种实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，其特征在于由排水箱、排水管网、抽水罐和真空泵构成；排水管网位于排水箱的内部底端，上面钻有平均分布的小孔，由排水箱底部两端的小孔与排水箱外的抽水软管连通，用连通螺丝连接，排水管网之间和上部填充石砾，石砾上面铺设有细砂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验室重塑海洋地基软粘土制备装置，其特征在于：由排水箱、排水管网、抽水罐和真空泵构成；排水管网位于排水箱的内部底端，上面钻有平均分布的小孔，由排水箱底部两端的小孔与排水箱外的抽水软管连通，用连通螺丝连接，排水管网之间和上部填充石砾，石砾上面铺设有细砂，在细砂上面和排水箱箱体内壁之间铺设有无纺土工布，在无纺土工布内部填充泥浆，泥浆内部有表面包裹有无纺土工布的纵横隔板，包裹纵横隔板的无纺土工布与排水箱内表面的无纺土工布搭接，上面用柔性盖密封，抽水软管与抽水罐顶部的抽水阀门连接，在抽水罐顶部设有真空压力表和进气孔阀门，抽水罐顶部的抽气阀门与连接真空泵的抽气软管连接，抽水罐的底部设有排水阀门。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振纹，袁中立，秦延龙，李春，周伟，冯士明，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团工程技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]