[發明專利]超聲波振動真空預壓試驗方法

在審

• 申請號: 201810400514.4
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108508186A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 雷華陽;胡垚;劉英男;劉敏;宋英杰;繆姜燕
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;E02D3/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種超聲波振動真空預壓試驗方法，所采用的系統包括用于容納試驗土樣的模型箱，在試驗土樣內插入有排水板；排水板通過排水板?鋼絲軟管轉換接頭與軟管相連，軟管與設置有真空壓力表的水氣分離罐相連，水氣分離罐通過軟管和控制閥與真空泵相連，所述的排水板為超聲波振動排水板，在其上固定有與超聲波發生器相連的超聲波換能器。本發明能夠有效防止排水板淤堵，提高真空預壓排水固結速率，加快孔隙水壓力消散，改善土體加固效果。

技術領域

本發明涉及一種超聲波振動真空預壓試驗系統。

背景技術

隨著公共交通基礎設施大規模的開發建設，人口密集的沿海地區對土地資源的需求日益增加，土地資源緊缺已經嚴重影響和阻礙到城市化進程的發展，同時也是制約沿海資源發展的一個關鍵問題。許多國家和地區通過圍海造陸來解決這一問題，真空預壓法是軟土或超軟土地基處理主要方式之一。常規的真空預壓法是在軟土地基中打設塑料排水板作為豎直排水通道，然后在地基表面鋪墊一定厚度的砂墊層，并在砂墊層中鋪設排水濾管，再將密封膜鋪設在砂墊層之上，薄膜四周埋壓入土中，通過埋設在砂墊層中的排水濾管，使用真空泵進行抽氣，在真空負壓的作用下，砂墊層和排水板中逐步形成負壓，同時排水板和周圍土體之間形成壓力差，土體中的孔隙水在壓力差的作用下滲流到排水板中，通過排水濾管排出，使得土體中孔隙水壓力消散，有效應力增加，以達到加固土體的目的。

常規真空預壓處理軟基時，往往加固效果有限，表現為前期固結排水量大,排水效果明顯，到了后期排水效果顯著下降，且塑料排水板附近出現土體的聚合團塊，而遠離排水板處土體性狀未見顯著變化，這嚴重影響了地基處理效果。究其原因，是因為在排水板濾膜結構的外側，由于土顆粒的聚集形成了相對致密的淤堵層，真空負壓荷載難以通過淤堵層傳遞到淤堵層以外的土體之中，而土體中原有的水和氣體又難以穿過淤堵層進入人工排水系統排出。

近年來，國內外學者和工程工作者在不斷的實踐經驗中發展了許多不同類型的改進真空預壓方法，包括真空-堆載聯合預壓法、真空排水-強夯聯合加固法、高真空擊密法、水下真空預壓法、低位真空預壓法、立體真空預壓法、電滲-真空降水聯合加固法、電滲-真空降水-低能量強夯聯合加固法、真空-注氣加固法、劈裂真空預壓法、真空降水聯合沖壓法、真空預壓-石灰穩定聯合加固法等等。

雖然各式各樣的改進真空預壓方法能夠一定程度地改善土體加固效果，但真空預壓方法本身存在的缺陷仍然不能完全避免，尤其是排水板淤堵問題，亟待繼續研究與開發。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可以用于防止排水板淤堵的超聲波振動真空預壓加固軟土、超軟土的試驗方法，采用本發明能夠有效防止排水板淤堵，提高真空預壓排水固結速率，加快孔隙水壓力消散，改善土體加固效果。本發明的技術方案如下:

一種超聲波振動真空預壓試驗方法，所采用的系統包括用于容納試驗土樣的模型箱，在試驗土樣內插入有排水板；排水板通過排水板-鋼絲軟管轉換接頭與軟管相連，軟管與設置有真空壓力表的水氣分離罐相連，水氣分離罐通過軟管和控制閥與真空泵相連，所述的排水板為超聲波振動排水板，在其上固定有與超聲波發生器相連的超聲波換能器，試驗方法如下：

(1)在模型箱中放入一定厚度的吹填土試驗土樣；

(2)鋪設無紡土工織布，并插入超聲波振動排水板；

(3)利用排水板-鋼絲軟管轉換接頭連接排水板和鋼絲軟管；

(4)將水氣分離罐置于電子秤上方；

(5)將鋼絲軟管和真空泵連接到水氣分離罐上,之后鋪設密封膜，并檢查裝置的氣密性，使水氣分離罐的真空壓力的讀數達到設定值；

(6)打開真空泵,抽真空加載，進行真空預壓試驗；

(7)通過采集儀記錄孔壓、沉降量數據，通過電子秤讀數記錄排水量；