一种多功能土的固结及渗透试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多功能土的固结及渗透试验装置，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。本实用新型专利技术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，还适用于非饱和土的固结、渗水和渗气的试验。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于土工试验领域，尤其涉及一种多功能土的固结及渗透试验装置。
技术介绍
针对饱和土的常规固结试验、K0固结试验和渗透试验虽然简单，但已有使用成熟 的经验，其成果能满足一般的要求，仍作为主要的测试手段，被广泛使用。但常规渗透试验 不能反应不同固结状态对土样渗透性的影响。在不同固结压力及侧压力作用下变形稳定后 的土样，其渗透系数与孔隙比之间的变化关系不能得到反映；同时，在某级固结压力施加之 后，土样的渗透系数随时间的明显变化也不能得到反映。另一方面，土样常规固结试验不能 提供一定的侧压力水头，无法量测静止侧压力系数和孔隙水压力。由于渗透试验和固结试 验的脱节，在常规渗透、固结试验中无法模拟土固结过程中的应力和密度状态。针对非饱和土，国内外许多学者对非饱和土的渗透试验装置进行了大量的研究。 在非饱和土的渗透试验中，单一考虑水或单一考虑气来研究渗透性都是比较容易的，但在 非饱和土中水气运动时相互影响的。为揭示和反映非饱和土中流体的真实情况，最重要的 是研制出水气运动联合测试的设备。西安理工大学则研制了非饱和土水-气运动联合测定 仪，该仪器较好地实现了非饱和土的水-气运动联合测定，但轴向加压范围不大，最大轴向 加压为IOkPa,周围压力的施加上也有待改进。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点和不足，提供一种多功能 土的固结及渗透试验装置。本技术的目的是这样实现的一、多功能土的固结及渗透试验装置(简称试验装置)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；其连接关系是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。本试验装置的工作原理通过动荷载系统和静荷载系统分别施加动、静力荷载，通过数据采集系统实现数 据采集，进行饱和土的动、静力固结试验；通过涂抹黄油和加密封圈的方式实现传压盖板与压力室之间的密封并减小摩阻 力；通过静荷载系统施加荷载进行静力固结，在不同固结状态下，通过水箱施加水头进行饱和土的渗透固结联合测定；通过高压气瓶和水箱向压力室上、下部施加孔隙气压力和孔隙水压力，采用轴平 移技术控制吸力，通过静荷载系统施加轴向荷载，进行非饱和土的压缩、固结及渗透试验；整个过程实现了动静组合条件下试样动态响应的实时监控，以及饱和、非饱和土 样固结、渗透试验的联合测定。二、多功能土的固结及渗透试验装置的试验方法(简称试验方法)本试验方法按以下步骤进行①首先制备土样，将覆盖有滤纸的透水石放入压力室底部，然后装入制备好的土 样；②在土样上部放置覆盖有滤纸的透水石，然后安放好带有0型密封圈的传压盖 板，放入前在传压盖板侧壁涂抹一定量黄油；③连接好数据采集系统与动荷载系统、静荷载系统、传压盖板、压力室、高压气瓶 和水箱之间的连接线；④在完成步骤①②③的基础上，进行以下试验a、饱和土动力固结试验；b、饱和土渗透固结联合测定；C、控制基质吸力的压缩试验；d、排气不排水压缩试验；e、控制竖向净正应力为常数的收缩试验；f、稳态渗流试验；g、渗水系数、渗气系数测定；h、非饱和土浸水试验。本技术具有以下优点和积极效果①动荷载的频率、振幅和激振力可控，可预加设定的静载荷；②能够对同一试样分别进行固结试验、压缩试验、应力松弛试验、蠕变试验、渗透 试验和动力固结试验，并实现不同固结压力下的固结渗透联合测定；③能够对非饱和试样分别进行固结试验、压缩试验和渗透试验，在渗透试验过程 中还可施加10_200kPa轴向荷载；④能够准确量测和控制非饱和试样的孔隙水压力和气压力，并实现水、气体的施 加及渗入、渗出试样的流体体积的量测；⑤采用轴平移技术，能够方便快捷的控制和量测基质吸力；⑥实现所有试验数据的实时监测和自动采集，不需人工值守读数；⑦该装置测试原理直观、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。本技术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， 还适用于非饱和土的固结、渗水和渗气的试验。附图说明图1是本技术的结构方框图；图2是本技术的结构示意图。_为连接管线，---------为信号连接线。其中1-动荷载系统，1. 1-功率放大器， 1.2-激振器 1.3-压力传感器，1.4-立柱，1.5-激振梁；2-静荷载系统，2. 1-百分表，2.2-砝码， 2.3-传压支架，2. 4-螺栓， 2.5-杠杆式加载装置，2.6底座；3-传压盖板，3.1-第1透水石， 3.2-排气孔， 3.3-第1水压力孔道，3. 4-第1气压力孔道， 3.5-0型密封圈， 3.6-第1陶土板，3. 7-渗水孔，3.8-第2透水石， 3.9-第1防水透气膜，3. 10-第 1 玻璃管，3.11-三通阀；3. 12-第1体积压力控制器，3.13-第2体积压力控制器；4-压力室，4.1-上环，4.2-中环 4.3-隔膜室，4. 4-第2玻璃管，4.5-第1三通阀 4.6-第2三通阀，4. 7-排水孔，4.8-第2陶土板， 4.9-孔隙水压力孔道，4. 10-第 3 透水石，4.11-下环，4.12-第2防水透气膜，4. 13-第2气压力孔道，4.14-第2水压力孔道，4. 15-第3体积压力控制器，4.16-第4体积压力控制器，4. 17-第 3 三通阀；4.18-第3玻璃管；5-数据采集系统，5. 1-第1压力变送器，5.2-第2压力变送器，5. 3-第3压力变送器，5.4-第4压力变送器，5. 5-侧压力传感器，5.6-孔隙水压力传感器，5. 7-计算机， 移传感器；5.8-动态测试系统，5.9-位移传感器6-高压气瓶；7-水箱。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明一、试验装置1、总体如图1，本装置包括动荷载系统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 ；其连接关系是动荷载系统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。2、功能块1)动荷载系统1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、立柱1. 4和激振 梁 1.5;其连接关系是激振梁1. 5横于立柱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。动荷载系统1的工作原理是功率放大器1. 1将计算机5. 7的控制信号传入激振器1. 2，对传压盖板3施加向下 的冲击荷载，并通过压力传感器1. 3和动态测试系统5. 8采集和控制动荷载的施加频率和大小。动荷载系统1的功能是使动荷载施加的频率、振幅和激振力可控，进行动力固结试验。2)静荷载系统2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 ；其连接关系是在底座2本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈能远，秦月，孟庆山，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]