[發(fā)明專利]一種觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置和方法

有效

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• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103293081A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 王睿;周葛;陳育民;丁選明;徐呈祥;劉漢龍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N11/10
• 分類號: G01N11/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

1.一種觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置，包括：模型箱、調速電機、支架、水平工作臺以及PIV系統，其特征在于：模型箱貼有橫縱坐標網格的一側內壁由透明有機玻璃材料制成；模型箱的基座上設有等距的螺栓孔，通過螺栓將模型箱固定在水平工作臺上；模型箱底部安裝有一個定滑輪；支架立于模型箱外，調速電機安裝在支架頂部，通過調速電機的軸承引出一根牽引拉力傳感器和一個半球體的鋼絲線；模型箱內放置塑料砂和氯化鈉溶液；塑料砂顆粒密度為1.14g/cm³，氯化鈉溶液密度根據試驗所需要的高孔壓比狀態(tài)來配置；PIV系統由可移動工作臺以及CCD數字相機組成。

2.根據權利要求1所述的觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置，其特征在于：所述橫縱坐標網格的分度值為1mm。

3.根據權利要求1所述的觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置，其特征在于：所述半球體由有機玻璃材料制成，半球體底面圓心和弧面頂端的連線部位鉆有孔洞，鋼絲線可以從孔洞穿過，使得半球體可以和鋼絲線較好的連接。

4.根據權利要求1所述的觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置，其特征在于：所述連接半球體、拉力傳感器以及調速電機軸承的鋼絲線，是一種具有韌性好，受力分布均勻，不易變形等特點的材料。

5.根據權利要求1所述的觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置，其特征在于：所述塑料砂由0.25?mm、0.3?mm、0.4?mm、0.5?mm、0.75?mm、1.0?mm、1.2?mm以及1.5?mm八種規(guī)格的顆粒根據試驗所模擬的普通砂顆粒級配配置而成。

6.一種基于權利要求1所述的觀測高孔壓比液化砂土流動特性的試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟：

（1）、調速電機通過軸承引出鋼絲線，將鋼絲線的另一端連接在動拉力傳感器的上端圓環(huán)，動拉力傳感器下端圓環(huán)牽引另一根鋼絲線連接半球體，半球體緊貼模型箱帶有橫縱坐標網格一側的內壁置于模型箱底部；通過半球體和動拉力傳感器的自重作用豎向拉直鋼絲線；

（2）、在模型箱中均勻裝入配置好的塑料砂，裝樣到模型箱橫縱坐標網格指定分度處停止，在該層塑料砂上表面放置土壓力盒和孔壓力計；將配置好的指定濃度的氯化鈉溶液緩緩倒入模型箱中，在塑料砂和氯化鈉溶液組成的試樣中均勻通入一定量的二氧化碳，放置試樣一段時間，直到塑料砂液化穩(wěn)定；

（3）、打開CCD數字相機，并調整其高度，記錄半球體在模型箱橫縱坐標網格一側的初始位置，并通過數據采集系統檢測動拉力傳感器、土壓力盒和孔壓力計的讀數是否正常，運行調速電機，拉動鋼絲線使得半球體以一定的速度豎直向上運動，數據采集系統同時記錄動拉力傳感器、土壓力盒和孔壓力計的讀數的變化，CCD數字相機拍攝半球體的運動過程。