[發(fā)明專利]一種含氣土的制備裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810014580.8
• 申請(qǐng)日: 2018-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN108181149B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔亮;袁慶盟;劉文卓;董彤;劉銳明;王興;李天賜;林星宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏;于正河

1.一種含氣土的制備裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括第一氣液置換器、熱縮管、第一三通閥門、第一閥門、第二閥門、第二三通閥門、反壓控制器接口、第三閥門、第二氣液置換器、第一尼龍管、土工三軸試驗(yàn)儀底座、土工三軸試驗(yàn)儀、軸向位移托架、位移傳感器、壓力室底座、第一圍壓控制器接口、第二圍壓控制器接口、壓力室拉桿、絲桿螺旋、傳力桿、第二尼龍管、第三尼龍管、第四尼龍管、砂土試樣、上透水石、下透水石、試樣下底座、試樣上底座、壓力室頂座、O型圈槽、尼龍管接口、第一橡皮墊、陶土板和第二橡皮墊；土工三軸試驗(yàn)儀的底部安裝有土工三軸試驗(yàn)儀底座，土工三軸試驗(yàn)儀側(cè)面安裝有第二圍壓控制器接口，土工三軸試驗(yàn)儀的上部安裝有軸向位移托架，軸向位移托架上安裝有位移傳感器，位移傳感器正對(duì)壓力室底座，壓力室底座底部安裝有第一圍壓控制器接口；壓力室底座的頂部中間位置安裝有試樣下底座，試樣下底座的上方設(shè)有試樣上底座，試樣下底座和試樣上底座的同一側(cè)均開有尼龍管接口，試樣下底座通過尼龍管接口與第四尼龍管連接，試樣上底座通過尼龍管接口與第三尼龍管連接，試樣上底座的上部開有O型圈槽，試樣上底座和試樣下底座之間采用第一橡皮墊和第二橡皮墊密封形成芯腔，芯腔內(nèi)安裝有陶土板；試樣上底座頂部安裝有下透水石，下透水石頂部裝有砂土試樣，砂土試樣頂部安裝有上透水石，上透水石上部自下而上依次安裝有傳力桿和壓力室頂座，壓力室頂座通過壓力室拉桿與壓力室底座連接，壓力室頂座頂部安裝有絲桿螺旋；第四尼龍管通過第一閥門與第一三通閥門連接，第三尼龍管通過第二閥門與第一尼龍管的一端連接，第一尼龍管的另一端與第二三通閥門連接，第二三通閥門上接有反壓控制器接口，第二三通閥門與第一三通閥門連通后與第一氣液置換器管路連接，第一氣液置換器與第一三通閥門之間的管路采用熱縮管密封連接；砂土試樣的頂部接有第二尼龍管，第二尼龍管通過第三閥門與第二氣液置換器管路連接，第三閥門與第二氣液置換器之間的管路采用熱縮管密封連接；采用該裝置能夠制備飽和試樣和含氣土試樣，具體制備過程為：

(1)制備飽和試樣：將反壓控制器接口、第一尼龍管、第二閥門、第三尼龍管依次連接，采用《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GBT50123—1999》制備飽和試樣，旋緊絲桿螺旋與壓力室底座連接緊密并注水保持5-30kPa圍壓使砂土試樣直立，具體數(shù)值視砂土試樣直立情況而定；通過設(shè)置外接的反壓控制器和圍壓控制器進(jìn)行初始飽和，至砂土試樣的孔隙水壓力系數(shù)B≥0.90時(shí)，通過反壓飽和進(jìn)一步提高試樣飽和度，至B≥0.98，飽和砂土試樣制備完成；對(duì)制備的飽和砂土試樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，通過控制閥門，將反壓控制器接口、第二三通閥門、第一尼龍管和第三尼龍管依次連接，開展試驗(yàn)即可；

(2)制備含氣土試樣：關(guān)閉第二閥門，打開第三閥門和第一閥門、將第一三通閥門轉(zhuǎn)向與第一氣液置換器相連，緩緩?fù)七M(jìn)第二氣液置換器，使第二氣液置換器內(nèi)的氮?dú)庖来瓮ㄟ^熱縮管、第三閥門、第二尼龍管進(jìn)入砂土試樣內(nèi)部，砂土試樣內(nèi)部同時(shí)會(huì)排出等體積的水，排出的水通過第四尼龍管、第一閥門、第一三通閥門、熱縮管進(jìn)入第一氣液置換器，完成含氣土試樣的制備，將制備的含氣土試樣按照預(yù)先設(shè)定的應(yīng)力路徑進(jìn)行土工試驗(yàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氣土的制備裝置，其特征在于所述連接第三閥門與第二氣液置換器的管路、連接第一氣液置換器與第一三通閥門的管路均為的高壓軟管，其耐壓極限大于砂土試樣內(nèi)部的水壓。