[發(fā)明專利]室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的方法及用于該方法的測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010170475.7
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101813691A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮蓓蕾;鈕建定;胡建平
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 王瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程勘查測試，具體說是一種室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的方法。

本發(fā)明還涉及巖土工程勘查試驗設(shè)備，具體說是一種用于室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的測 量裝置。

背景技術(shù)

軟土地基的最終沉降量由瞬時沉降量、固結(jié)沉降量和次固結(jié)沉降量組成。土的次固結(jié)沉 降是指土樣在主固結(jié)過程(超靜孔隙水壓力消散過程)結(jié)束后，有效應(yīng)力不變的情況下，土 的骨架仍然隨著時間繼續(xù)發(fā)生的緩慢變形。次固結(jié)系數(shù)是反映軟粘土在恒載下隨著時間的增 長而變形的一個重要特征指數(shù)。通過次固結(jié)系數(shù)預(yù)估基礎(chǔ)達到最終沉降量所需要的時間或者 預(yù)估建筑物完工后經(jīng)過某一段時間可能產(chǎn)生的沉降量，即基礎(chǔ)沉降與時間關(guān)系，結(jié)合建筑物 的使用年限，就能推測工程穩(wěn)定性范圍。

目前國內(nèi)缺乏測試次固結(jié)系數(shù)有效手段和相關(guān)的試驗設(shè)備，表現(xiàn)在：1)國家標(biāo)準(zhǔn)《土工 試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》和其他地方、行業(yè)規(guī)范中都沒有次固結(jié)系數(shù)測試方法和要求；2)按次固結(jié)系 數(shù)物理意義及常規(guī)加荷24小時穩(wěn)定法測試，某些荷載下次固結(jié)系數(shù)曲線僅反映出前端主固結(jié) 段，后端次固結(jié)部分未出現(xiàn)；3)采用傳統(tǒng)杠桿式固結(jié)儀試驗設(shè)備進行試驗，存在測試精度低， 出力滯后現(xiàn)象；4)人工加荷對試樣產(chǎn)生瞬間沖擊力；5)加荷與計時、人工記錄數(shù)據(jù)不同步； 6)資料整理繁瑣及試驗周期長。

因此，巖土工程勘察技術(shù)領(lǐng)域需要一種新的測試方法，通過利用室內(nèi)常規(guī)測試手段，能 有效、便捷、準(zhǔn)確地得到次固結(jié)系數(shù)。同時，也需要一種專用于測試方法的試驗設(shè)備，以克 服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷與不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的方法，能實現(xiàn)能有效、 便捷、準(zhǔn)確地得到次固結(jié)系數(shù)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的方法，包括底座，底座內(nèi)設(shè)活塞，所述底座一側(cè)的懸臂 支架末端設(shè)有支點，還包括位移傳感器，所述支點上方設(shè)有位移傳感器，該傳感器固定于裝 有試樣的容器的一側(cè)表架上，并與控制系統(tǒng)連接，按以下步驟進行：

(1)將容器置于底座上，將支點與容器上蓋接觸，傳感器的觸點與支點彈性接觸；

(2)活塞通氣，將容器、傳感器頂起，在頂升過程中，觸點下降，并與支點始終接觸；

(3)觸點下降距離為Δh，傳感器采集后送至控制系統(tǒng)，通過公式求 出孔隙比e，其中，e₀為土的天然孔隙比是常量，h₀為試樣在零荷載時的高度；

(4)觸點隨時間延長不斷下降，控制系統(tǒng)實時計算出孔隙比，最終生成次固結(jié)系數(shù)(時 間對數(shù)-孔隙比)曲線圖，所述曲線完整包括上部曲線段、中部直線段、下部直線 段；

(5)計算次固結(jié)曲線下部直線段斜率，求出次固結(jié)系數(shù)Ca。

優(yōu)選地，在步驟(4)中，延長時間＞24小時。

優(yōu)選地，在步驟(1)中，底座上設(shè)有工作平臺，容器置于工作平臺中心，所述傳感器觸 點、支點、容器中心共線。

優(yōu)選地，在步驟(1)與步驟(2)之間，旋轉(zhuǎn)支點螺母，直至與懸臂支架上表面接觸。

本發(fā)明具有以下有益效果：通過在每級荷重下增加時間讀數(shù)，使整個曲線得以延長，次 固結(jié)線段更清楚地反映出土體隨時間的增長而變化的規(guī)律。根據(jù)曲線趨勢推算出建筑物最終 沉降量，即基礎(chǔ)沉降與時間關(guān)系，結(jié)合建筑物的使用年限，就能推測工程穩(wěn)定性范圍，確保 工程的安全性。

本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種專用于室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的測試裝 置，能配合所述方法有效得到次固結(jié)系數(shù)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種室內(nèi)測定軟土次固結(jié)系數(shù)的測量裝置，包括底座，底座內(nèi)設(shè)活塞，容器設(shè)于活塞上， 所述底座一側(cè)的懸臂支架末端設(shè)有支點，所述支點上方設(shè)有位移傳感器，該傳感器固定于容 器的一側(cè)表架上，并與控制系統(tǒng)連接，所述觸點與支點彈性接觸。

優(yōu)選地，所述容器內(nèi)腔為水漕，且為多層結(jié)構(gòu)，包括由外至內(nèi)的大導(dǎo)環(huán)、小護環(huán)和小導(dǎo) 環(huán)，其中小導(dǎo)環(huán)底部設(shè)有凸緣，小護環(huán)外套在凸緣上，凸緣下設(shè)有大透水石，凸緣與大透水 石共同套于大導(dǎo)環(huán)內(nèi)，大透水石上方設(shè)有小透水石，大、小透水石間構(gòu)成裝試樣的空間，小 透水石套于小護環(huán)內(nèi)。

優(yōu)選地，所述小透水石上設(shè)有上蓋，所述上蓋中央設(shè)有一鋼球。