[發(fā)明專利]一種振動電滲聯(lián)合作用下的砂、土固結(jié)試驗裝置及方法

有效

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• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108982816B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林雪松;李和萬;李喜林;趙家祎;張清;王皓;王來貴
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種振動電滲聯(lián)合作用下的砂、土固結(jié)試驗裝置及方法，裝置包括試驗臺、試驗箱及支架，試驗箱位于試驗臺上，箱內(nèi)設(shè)有砂土試樣填裝用透水隔離內(nèi)套，透水隔離內(nèi)套兩側(cè)設(shè)有傳力板，通過支架上兩個激振器施加振動載荷；透水隔離內(nèi)套中設(shè)有兩對電極板，通過電極板施加電滲載荷，電極板上設(shè)有超聲波測速機構(gòu)；試驗箱兩端為集水腔，集水腔下方設(shè)有排水量測量容器。方法為：制備砂土試樣；將透水隔離內(nèi)套置于試驗箱中并固定傳力板；依次將兩對電極板和超聲波測速機構(gòu)安裝到位；向透水隔離內(nèi)套中填裝砂土試樣，直到靜載固結(jié)后測量排水量；砂土試樣固結(jié)穩(wěn)定后通過激振器施加振動載荷并形成駐波，同時施加電場，再測量排水量；調(diào)整振動和電場，進行對比試驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于砂、土固結(jié)試驗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種振動電滲聯(lián)合作用下的砂、土固結(jié)試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

當前，隨著選礦水平的不斷提高，尾礦砂粒徑水平越來越細，導(dǎo)致細尾礦砂筑壩具有了滲透性差、排水固結(jié)慢及浸潤線高的特點，而長期處于較高浸潤線水平的尾礦壩很容易發(fā)生潰壩，因此必須加快細尾礦砂的滲流排水速度，才能降低壩體的浸潤線，從而提升壩體安全度。

目前，能夠用于提高砂、土體排水速度的方法主要有兩種，第一種為振動排水法，第二種為電滲排水法。

振動排水法是通過人工震源建立起波動場，以將一定頻率的機械波傳至某一深度范圍的砂、土體內(nèi)部，進而使砂、土體在機械波的作用下更加快速及高效地完成固結(jié)排水。

電滲排水法是通過人工方式建立起電場，使砂、土體中的水在電場作用下朝一定方向運動，以實現(xiàn)排水，同時帶負電荷的砂、土顆粒在電場作用下會向陽極移動，從而使陽極附近的砂、土體的密實度和強度得到一定程度的提升，以提高固結(jié)效果。

但是，在面對粒徑水平越來越細的細尾礦砂時，振動排水法和電滲排水法在獨立應(yīng)用時的效果也變得越來越弱，那么是否可以將兩種方法進行聯(lián)合應(yīng)用，并且聯(lián)合應(yīng)用后能否進一步增強細尾礦砂的排水效果，目前還是一個未知數(shù)。由于之前并沒有人做過這樣的研究，因此非常有必要對上述設(shè)想進行試驗驗證。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種振動電滲聯(lián)合作用下的砂、土固結(jié)試驗裝置及方法，能夠在振動電滲聯(lián)合作用下完成砂、土固結(jié)排水試驗，并且可獲得不同振動電滲聯(lián)合作用下的固結(jié)排水效果。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種振動電滲聯(lián)合作用下的砂、土固結(jié)試驗裝置，包括試驗臺、試驗箱及支架；所述試驗箱位于試驗臺上，試驗箱采用矩形箱體，在試驗箱的內(nèi)部設(shè)置有透水隔離內(nèi)套，透水隔離內(nèi)套采用矩形內(nèi)套，透水隔離內(nèi)套用于填裝砂土試樣；所述試驗箱的左箱壁與透水隔離內(nèi)套之間的空間設(shè)為第一集水腔，試驗箱的右箱壁與透水隔離內(nèi)套之間的空間設(shè)為第二集水腔；在所述第一集水腔內(nèi)設(shè)有左傳力板，所述透水隔離內(nèi)套的左套面與左傳力板抵靠接觸；在所述第二集水腔內(nèi)設(shè)有右傳力板，所述透水隔離內(nèi)套的右套面與右傳力板抵靠接觸；在所述左傳力板和右傳力板上分布有若干透水孔；在所述透水隔離內(nèi)套的內(nèi)部設(shè)有一對主電極板，包括左主電極板和右主電極板，在左主電極板和右主電極板上分布有若干透水孔；所述左主電極板與透水隔離內(nèi)套的左套面抵靠接觸，且透水隔離內(nèi)套的左套面被左傳力板及左主電極板夾在中間；所述右主電極板與透水隔離內(nèi)套的右套面抵靠接觸，且透水隔離內(nèi)套的右套面被右傳力板及右主電極板夾在中間；在所述第一集水腔的底部開設(shè)有第一排水孔，在第一排水孔處安裝有第一排水管，在第一排水管上安裝有第一閥門，在第一排水管下方設(shè)置有第一排水量測量容器；在所述第二集水腔的底部開設(shè)有第二排水孔，在第二排水孔處安裝有第二排水管，在第二排水管上安裝有第二閥門，在第二排水管下方設(shè)置有第二排水量測量容器；在所述支架分別安裝有第一激振器和第二激振器；所述第一激振器通過振動傳導(dǎo)支架與左傳力板相固連，所述第二激振器通過振動傳導(dǎo)桿與右傳力板相固連，且振動傳導(dǎo)支架和振動傳導(dǎo)桿均采用長度可調(diào)結(jié)構(gòu)。

所述左主電極板和右主電極板結(jié)構(gòu)相同，均由三塊獨立的電極板拼裝構(gòu)成，且三塊獨立的電極板之間通過絕緣材料進行隔離。