[發明專利]一種利用可溶性晶體材料模擬土體滲蝕過程的試驗裝置

在審

• 申請號: 201810767572.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108982321A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 顧曉強;李友洪;王琛;梁發云
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種利用可溶性晶體材料模擬土體滲蝕過程的試驗裝置，其特征在于，該裝置包括試驗試樣(5)，所述試驗試樣(5)內有可溶性晶體；

還包括軸壓加載系統、圍壓加載系統、滲蝕模擬系統和控制系統；

所述軸壓加載系統包括加載承托(4)、儀器底座(9)、儀器頂帽(10)、加載桿(3)、豎向加載設備(1)和加載支架(8)，其中，

所述加載承托(4)、儀器底座(9)、試驗試樣(5)、儀器頂帽(10)、加載桿(3)和豎向加載設備(1)豎向同軸布置；

所述的加載承托(4)為可控制的升降臺；

所述儀器底座(9)設置在加載承托(4)上，儀器頂帽(10)設在儀器底座(9)上方，所述的試驗試樣(5)放在儀器底座(9)和儀器頂帽(10)之間；儀器頂帽(10)的上側設有凹槽(16)；

所述的加載桿(3)下端能夠與儀器頂帽(10)上的凹槽(16)對接；

所述豎向加載設備(1)安裝在加載支架(8)上，該設備的伸出端豎直向下且與加載桿(3)的上端相對；

通過加載承托(4)的升降控制加載桿(3)與豎向加載設備(1)之間壓力，從而得到對試樣不同的軸壓；

所述圍壓加載系統包括剛性側壁(2)、加載承托(4)和泵送系統；

所述剛性側壁(2)為底部開口的筒體，剛性側壁(2)通過可拆卸的方式安裝在加載承托(4)上用于圍成一個密閉的試驗空間；

所述的儀器底座(9)、試驗試樣(5)和儀器頂帽(10)均置于試驗空間內；

所述剛性側壁(2)的頂部開有加載孔，所述加載桿(3)以摩擦聯接的方式設置在加載孔內，加載桿(3)能夠在外力的作用下在加載孔內上下移動；

所述的泵送系統由泵通過管路連通至試驗空間內，用于向試驗空間內注水；通過在試驗空間內注入不同水量以得到不同的圍壓；

滲蝕模擬系統包括水頭滲透控制設備、儀器底座(9)和水頭輸入輸出通道(15)；其中，所述水頭輸入輸出通道(15)設在儀器底座(9)內，該水頭輸入輸出通道(15)的一個端口與外界的水頭滲透控制設備連接，另一個端口在儀器底座(9) 的頂部，并與試驗試樣(5)的底部相對，通過向試驗試樣(5)的底部注水以模擬滲蝕的過程；

所述的控制系統包括軸壓傳感器(7)、軸壓控制盒(18)、圍壓控制盒(17)、注水壓力控制盒(19)；

所述軸壓控制盒(18)的輸入與軸力傳感器(7)連接，軸力傳感器(7)布置在豎向加載設備(1)的伸出端上用于檢測豎向壓力并提供給軸壓控制盒(18)；所述軸壓控制盒(18)輸出與加載承托(4)連接用于控制加載承托(4)的升降以輸出不同的軸壓；

所述圍壓控制盒(17)內置有壓力傳感器，圍壓控制盒(17)布置在泵的管路上，其通過內置的壓力傳感器置于帶有壓力水管路內用以等效檢測剛性側壁(2)的圍壓，圍壓控制盒(17)與泵連接用于控制剛性側壁(2)內的注水量以輸出不同的圍壓；

所述注水壓力控制盒(19)內置有壓力傳感器，注水壓力控制盒(19)安裝在水頭滲透控制設備上，用于控制水頭滲透控制設備的注水速度以輸出不同的注水壓力。

2.根據權利要求1所述的利用可溶性晶體材料模擬土體滲蝕過程的試驗裝置，其特征在于，所述的剛性側壁(2)頂部設有通水閥門(6)，用于在儀器底座(9)注水時排出剛性側壁(2)內的空氣。

3.根據權利要求1所述的利用可溶性晶體材料模擬土體滲蝕過程的試驗裝置，其特征在于，所述的可溶性晶體材料(13)可以選擇不同粒徑的材料，通過注水壓力控制盒(19)控制滲流速度的快慢，從而達到模擬不同滲流程度對土體強度的影響。

4.根據權利要求1所述的利用可溶性晶體材料模擬土體滲蝕過程的試驗裝置，其特征在于，試驗試樣(5)的側壁由乳膠膜包裹用于加固試驗試樣(5)。