[實(shí)用新型]一種基于超聲振動加速固化可液化砂土試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621145444.5
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN206223785U
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金煒楓;張力友;鄧陳艷;王鑫;程澤海;沙如意
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院（浙江中德科技促進(jìn)中心）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N1/38
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所(普通合伙)33230
• 代理人: 董建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于巖土工程中地基處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲振動加速固化可液化砂土試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

將水玻璃溶液和氯化鈣溶液混合可以產(chǎn)生硅酸鈣沉淀，此硅酸鈣沉淀可以加固可液化砂土地基。目前水玻璃固化可液化砂土的方法主要有兩種：（1）第一種是單液法，即將水玻璃和氯化鈣配成一種液體注入土體；（2）第二種方法是雙液法，即在土中交替注入水玻璃溶液和氯化鈣溶液，兩種液體在土中相遇發(fā)生反應(yīng)，生成硅酸鈣沉淀。上述第一種方法的問題在于容易在注液出口附近形成堵塞；上述第二種方法的問題在于硅酸鈣溶液和氯化鈣溶液利用不充分，因?yàn)橹挥胁糠秩芤夯旌仙晒杷徕}沉淀。因此讓水玻璃溶液和氯化鈣溶液加速混合擴(kuò)散，同時(shí)減緩注液口附近的堵塞顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的固化溶液利用效率低及注液口附近容易堵塞的問題，本實(shí)用新型提供了一種可以讓水玻璃溶液和氯化鈣溶液加速混合擴(kuò)散，同時(shí)減緩注液口附近的堵塞的基于超聲振動加速固化可液化砂土的試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種基于超聲振動加速固化可液化砂土試驗(yàn)裝置，包括真空抽氣裝置、超聲波發(fā)射裝置、側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置、水玻璃溶液及氯化鈣溶液儲存裝置、液體收集容器和盛放砂土地基模型的模型箱，

所述真空抽氣裝置包括真空泵和鋪設(shè)在砂土地基模型上的有機(jī)塑料薄膜，所述有機(jī)塑料薄膜與模型箱密封連接，以保證真空泵工作時(shí)砂土地基模型與外界不連通，所述真空泵把砂土地基模型中的空氣和液體抽走，以此引導(dǎo)水玻璃溶液及氯化鈣液體通過側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置進(jìn)入砂土地基模型中；

所述超聲波發(fā)射裝置套在側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置上，所述液體收集容器與真空泵的排放口連通；

側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置包括若干注射水玻璃溶液的水玻璃溶液注射細(xì)管和若干注射氯化鈣溶液的氯化鈣溶液注射細(xì)管，所述水玻璃溶液注射細(xì)管和氯化鈣溶液注射細(xì)管位于沙土地基模型內(nèi)；

所述水玻璃溶液及氯化鈣溶液儲存裝置包含兩個(gè)容器，分別為水玻璃溶液儲存容器和氯化鈣溶液儲存容器，所述水玻璃溶液儲存容器內(nèi)裝水玻璃溶液并與水玻璃溶液注射細(xì)管相連，所述氯化鈣溶液儲存容器內(nèi)裝氯化鈣溶液并與氯化鈣溶液注射細(xì)管相連。

在真空泵的作用下兩個(gè)容器內(nèi)的溶液順著側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置注入砂土地基模型，同時(shí)超聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生的超聲波縱波加速水玻璃溶液和氯化鈣溶液混合，砂土地基模型中充滿水玻璃和氯化鈣反應(yīng)后生成的硅酸鈣沉淀，同時(shí)減緩注液口附近的硅酸鈣堵塞。

優(yōu)選地，所述真空抽氣裝置、超聲波發(fā)射裝置、側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置、水玻璃溶液及氯化鈣溶液儲存裝置和液體收集容器之間為可拆卸連接。

優(yōu)選地，所述真空泵通過抽真空管與沙土地基模型連通，所述抽真空管一端連接真空泵，另一端穿過有機(jī)塑料薄膜插入砂土地基模型中；所述模型箱為立方體狀透明有機(jī)玻璃箱，所述透明有機(jī)玻璃箱尺寸為：長250mm，寬250mm，高250mm。

立方體狀透明有機(jī)玻璃利用玻璃膠粘合在一起能夠緊密的結(jié)合，在真空泵與有機(jī)塑料薄膜的作用下不漏氣。

優(yōu)選地，所述水玻璃溶液注射細(xì)管通過水玻璃溶液供給管與水玻璃溶液儲存容器連接，所述氯化鈣溶液注射細(xì)管通過氯化鈣溶液供給管與氯化鈣溶液儲存容器連接。

優(yōu)選地，所述水玻璃溶液供給管通過一水玻璃溶液總管分別與多個(gè)水玻璃溶液注射細(xì)管連接，所述氯化鈣溶液供給管通過一氯化鈣溶液總管分別與多個(gè)氯化鈣溶液注射細(xì)管連接。

優(yōu)選地，所述超聲波發(fā)射裝置是軸向極化的圓管狀壓電陶瓷塊，所述圓管狀壓電陶瓷塊沿圓管長軸方向極化。

當(dāng)液體由側(cè)邊開孔的細(xì)管注射裝置注入砂土中時(shí)，圓管狀壓電陶瓷塊開始軸向伸縮振動產(chǎn)生超聲波縱波。

優(yōu)選地，每個(gè)水玻璃溶液注射細(xì)管和氯化鈣溶液注射細(xì)管上均設(shè)有若干側(cè)邊孔，每個(gè)側(cè)邊孔下方均套有圓管狀壓電陶瓷塊。

優(yōu)選地，所述水玻璃溶液注射細(xì)管和氯化鈣溶液注射細(xì)管間隔設(shè)置，且水玻璃溶液注射細(xì)管和氯化鈣溶液注射細(xì)管的長度為300mm，外徑為4mm，內(nèi)徑為2mm，在注射細(xì)管的側(cè)壁每隔60mm開一對直徑為2mm的圓孔作為側(cè)邊孔；每兩個(gè)細(xì)管的間距為3倍外徑。

優(yōu)選地，所述圓管狀壓電陶瓷塊沿長軸方向長度為同一注射細(xì)管上相鄰兩個(gè)側(cè)邊孔間距的1/5，且圓管狀壓電陶瓷塊為PZT壓電陶瓷，所述抽真空管與有機(jī)塑料薄膜連接處設(shè)有密封圈。

一種基于超聲振動加速固化可液化砂土試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括下述步驟