[發明專利]基準基床系數測試儀及其室內通用測試方法

有效

• 申請號: 201410128859.0
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN104089817B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 陳定安;程江濤;黃靜
• 申請（專利權）人: 中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙)42212
• 代理人: 胡清堂

1.一種基準基床系數測試儀，其特征在于：包括：機架（7），機架（7）上設置有容器（6），機架（7）通過外加壓框（3）固定安裝力傳感器（18），位移傳感器固定在力傳感器（18）下端。

2.根據權利要求1所述的一種基準基床系數測試儀，其特征在于：所述的容器（6），包括:內傳壓板（8），外傳壓板（9），導向環（10），上法蘭（11），腔體（13），下法蘭，底座（14）；內傳壓板（8）與外傳壓板（9）之間通過內置（4）組直線軸承聯接導向；腔體（13）內壁套有圓筒狀乳膠薄膜，與上法蘭（11）、下法蘭通過螺栓連接密封形成壓力腔（16）；腔體（13）兩側設有閥門一（15）、閥門二（12）；閥門一（15）連接壓力腔（16）容積調節管，閥門二（12）連接側壓控制器；導向環（10）通過螺釘固定在上法蘭（11）上。

3.根據權利要求1所述的一種基準基床系數測試儀，其特征在于：所述的機架（7），包括:杠桿一（1）、杠桿二（2）、外加壓框（3）、內加壓框（4）、調節杠桿一（1）水平的手輪一（17）、調節杠桿二（2）水平的二手輪（5）、容器座；內加壓框（4）固定杠桿一（1）上，外加壓框（3）固定杠桿二（2）上。

4.根據權利要求1所述的一種基準基床系數測試儀，其特征在于：所述的力傳感器（18）、位移傳感器通過導線和采集器相連，采集器和電腦控制系統相連；側向加壓裝置的液壓腔容積調節筒、全自動液壓控制器分別通過管道、閥門和壓力腔（16）相連。

5.一種基準基床系數測試儀室內通用測試方法，其特征在于：其步驟如下：

①將容器按結構要求裝配好，往液壓腔容積調節筒中注滿脫氣蒸餾水；打開進水閥，往壓力腔中注滿脫氣水，排除全部氣泡；將標準校正試塊，φ=100mm/150?mm、h=150mm，放入容器；按100KPa/min逐級施加側向壓力，直至800?KPa，保持800KPa壓10分鐘不漏水即可；卸除壓力，取出校正塊；

②制備直徑100mm或150mm、高140mm試樣，兩端要平，飽和軟土試樣四周貼寬度5mm的濾紙條15～18條，其它試樣不貼濾紙條；排除管路中氣體，，在容器底座上放上透水板，將濾紙片與制備好的試樣放在透水板上，套上容器腔體并與底座鎖緊，將傳壓活塞套放在試樣頂端，固定活塞套導向環，并將容器放在機架上，轉動手輪使杠桿一與杠桿二保持水平狀態；

③升高壓力腔容積調節管高度，使壓力腔容積調節管液面高度高于試樣頂面20cm左右，當膜與試樣完全貼緊時，關閉閥門1；

④按照試樣原位自重壓力的大小給試樣施加壓力恢復原位應力狀態，當按淺層公式換算時，自重壓力可全部加在杠桿一1:24上；當按深層公式換算時，自重壓力應分別加在杠桿一1:24與杠桿二1:12上，杠桿二對應壓板的直徑為5cm，杠桿一對應的受壓面積是外徑為試樣直徑、內直徑為5cm的圓環面積；

⑤開啟智能液壓控制器，打開閥門2，觀察實時側壓值與位移值，當移位值每小時變化量不大于0.005mm時，按照側壓當前值，也可按靜止側壓力系數計算的側壓值進行穩壓；

⑥當按深層公式換算時，直接在杠桿二的吊盤上分級施加垂直荷載，確保在試樣產生0.2mm位移前有2-3級荷載，總級數不少于8級，每級荷載增量的大小按試樣的壓縮特性確定，當按淺層公式換算時，應先卸除施加垂直壓力，當液壓控制器重新穩定后，在杠桿二的吊盤上分級施加垂直荷載，確保在試樣產生0.2mm位移前有2-3級荷載，總級數不少于8級，每級荷載增量的大小按試樣的壓縮特性確定；

⑦每級荷載測讀0、10、20、30、60、90、120min對應的位移值并施加下一級荷載，直至試樣破壞或預定的荷載結束試驗，卸除全部壓力，取出試樣，清潔容器；

⑧?計算與制圖

1)?按下式計算各級荷載下每個測讀時段的平均沉降速度的倒數；

M=T/△S

△S=S_t-S₀

式中M為沉降速度的倒數h/mm；T為測讀點的時長h；△S為測讀點的絕對沉降量，單位為mm；S0為某級荷載加載前的讀數，單位為mm；S_t為某個測讀點的讀數，單位為mm；

2)?以T/△S為縱座標，T為橫座標繪制直角座標圖，用圖解法或一元線性回歸求解直線的斜率A值；

3)??計算某級荷載的最終沉降量△S_n

△S_n?=1/A

式中A為直線的斜率1/mm；

4)?依加荷的順序將各級荷載的最終沉降量△S_n依次累加并放大6α倍，α為常數，原位采用直徑30cm壓板作基準時α=0.930，對園形板作基準即5.58倍，得到累積沉降量修正值，以累積沉降量修正值為縱座標，壓力值為橫座繪制p-s曲線，在此p-s曲線上求取視基床系數K₁；

5)?計算基準基床系數

按淺層控制測試

K_30園=?K₁

K_30園為原位采用直徑為30cm園形壓板測得的基準基床系數，MPa·m-1；K₁為視基床系數K₁=P_1.25/1.25或K₁=P_1/2/_S1/2或P-S曲線起始段直線斜率，P_1.25為曲線圖中對應1.25毫米沉降的壓力值，單位為kpa；P_1/2為臨塑荷載一半的壓力值，單位為kpa；S_1/2為臨塑荷載一半的壓力值對應的沉降值，單位為mm；

按深層控制測試

式中Z為土的實際埋深(m)，且最小埋深不應小于1m。