[發(fā)明專利]一種模擬漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710757938.1
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107655759A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷華陽;馮雙喜;周靜菲;劉景錦;冀智勇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N1/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 程毓英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置，用于獲取沿海灘涂軟土地基在潮汐荷載作用下的固結(jié)試驗參數(shù)，指導(dǎo)工程實踐。

背景技術(shù)

在發(fā)展沿海和海洋經(jīng)濟的背景下，灘涂是沿海地區(qū)重要的土地后備資源，為沿海地區(qū)的發(fā)展提供廣闊的土地資源和空間。我國沿海城市地區(qū)大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在深厚灘涂軟土地基中陸續(xù)興建。

研究表明，灘涂軟土一般屬于厚層的海積軟土，漲潮淹沒，落潮露出，最高潮水位高達6m。灘涂軟土具有“三高兩低”的工程特性，含水率高，黏土含量高，壓縮性高，滲透性低，強度低。處于液態(tài)至流塑狀態(tài)，尚不具備承載能力。并且在施工過程中，深厚灘涂軟土地基常常由于建設(shè)工期緊迫來不及自然排水固結(jié)，對后續(xù)的沉降控制和施工造成了極大的困難。

沉降是沿海深厚灘涂軟土地基控制的關(guān)鍵一環(huán)，同時，沉降也是巖土工程地質(zhì)災(zāi)害和工程事故發(fā)生的直接原因，在工程實踐中探究地基沉降變形規(guī)律常常借助于室內(nèi)固結(jié)試驗，固結(jié)儀是巖土工程勘察土工試驗重要的試驗儀器。

固結(jié)儀可以用來進行土工壓縮試驗，評價土體的固結(jié)和蠕變變形特性。可以通過壓縮曲線，計算土體的壓縮指數(shù)、回彈模量、固結(jié)系數(shù)等。目前采用的固結(jié)儀主要有兩種：單杠桿固結(jié)儀和全自動氣壓固結(jié)儀。單杠桿固結(jié)儀上世紀70年代發(fā)明創(chuàng)造的，利用杠桿原理，通過砝碼人工加荷；全自動氣壓固結(jié)儀是本世紀初期發(fā)明創(chuàng)造的，根據(jù)氣壓傳動的原理加荷，具有方便快捷等優(yōu)點。

但是目前兩種固結(jié)儀存在以下幾個方面的問題：

(1)儀器笨重，占地面積較大；

(2)無法考慮潮漲潮落環(huán)境改變對土的固結(jié)特性的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合現(xiàn)場施工具體要求，提供一種模擬漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置，具有考慮因素全面、可控性強等優(yōu)點，解決目前固結(jié)儀使用的局限性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種模擬漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置，包括數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)三個系統(tǒng)，其中，

加載系統(tǒng)包括：位移計支架5、砝碼盤6、加壓上蓋8、上透水石11、下透水石13、導(dǎo)環(huán)14、用于取土樣的環(huán)刀15和水槽9，導(dǎo)環(huán)14置于水槽9內(nèi)，在導(dǎo)環(huán)14內(nèi)自下而上放置有貼有濾紙下透水石13和取了土樣的環(huán)刀15，在土樣上依次放置有貼有濾紙的上透水石11和加壓上蓋8和用于盛放砝碼施加荷載的砝碼盤6；

循環(huán)水系統(tǒng)包括：進水刻度筒1、進水控制閥4、水槽9、出水控制閥10、出水刻度筒16和抽水泵，進水刻度筒1通過進水控制閥4向水槽注水，水槽的水通過出水控制閥10流到位于水槽下方的出水刻度筒16，利用抽水泵將出水刻度筒16內(nèi)的水輸送到進水刻度筒1中，實現(xiàn)水的循環(huán)；

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：位移計支架5、位移計2、位移計對準柱7和電腦，位移計對準柱7置于砝碼盤6上，位移計2與位移計支架5固定相連，并對準位移計對準柱7；位移計2采集的位移信號被送入電腦。

本發(fā)明為施工和科研院研究深厚灘涂軟土地基的壓縮固結(jié)特性提供了新的思路，存在以下幾個方面的優(yōu)點：

(1)試驗儀器輕小，占地面積少，加載方便可靠；

(2)可以模擬潮汐作用下深厚灘涂軟土地基的壓縮特性，可以綜合考慮灘涂軟土的壓縮系數(shù)、結(jié)構(gòu)性等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的模擬漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置。

圖中標號說明：1進水刻度筒；2位移計；3塑料管；4進水控制閥；5位移計支架；6砝碼盤；7位移計對準柱；8加壓上蓋；9水槽；10出水控制閥；11上透水石；12土樣；13下透水石；14導(dǎo)環(huán)；15環(huán)刀；16出水刻度筒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行說明。

參見圖1，本發(fā)明提供的模擬漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置，具體漲潮落潮的固結(jié)試驗裝置主要包括數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)三個系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括：位移計支架5、位移計2、位移計對準柱7、電線、數(shù)據(jù)采集盒和電腦。在試驗過程中，位移計2與位移計支架5相連，并對準位移計對準柱7；電線分別將位移計2與數(shù)據(jù)采集盒，并將采集的電信號經(jīng)電腦處理輸出，形成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。