[發明專利]一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗方法及裝置

在審

• 申請號: 201811113715.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109083207A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 尚文濤;徐希忠
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗方法及裝置，包括有模型箱、透明觀察窗、加濕烘干蓋板、測量系統，在選取試驗材料、制作土工模型、調試設備后開始試驗：1）將加濕烘干蓋板蓋設在模型箱上，設定土工離心機的運行G值和運行時間并開啟土工離心機；2）循環開啟加濕裝置、干燥裝置，通過濕度傳感器實時監測土工模型的內部濕度；3）通過測量系統，監測土工模型在循環干濕過程中的失穩情況。本發明的試驗方法和裝置，可以用于研究土壤在經過一次或多次循環干濕后，其包括土應力、沉降情況、形狀在內的穩定性的改變及其變化規律。

技術領域

本發明主要涉及土工離心機試驗領域，具體涉及一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗方法及裝置。

背景技術

土工離心機用于巖土工程物理模擬試驗的一種試驗設備。通常有鼓式離心機和臂式離心機兩大類。前者多用于與海洋軟土相關的土力學研究，模型槽可以較長，能夠沿圓周布置；后者用于各類巖土物理模擬試驗，模型大小取決于模型箱的尺寸限制。利用土工離心機可以模擬原型土工結構的受力、變形和破壞，驗證設計方案，進行材料參數研究、驗證數學模型及數值分析計算結果、探索新的巖土工程物理現象，因此在巖土工程領域有較大的應用前景。

目前，對于常年降雨量較大的地區土壤的穩定性及逐年的沉降量研究當中，難以模擬出土壤的加濕/干燥環境，而且暫時還沒有涉及到該領域的室內模型試驗，尤其是還沒有采用土工離心機模型試驗來研究干濕循環后土壤穩定性的裝置和方法。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗方法及裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）選取試驗材料：選擇試驗用土和砂石，按比例混合后置于容器中保存備用；

（2）制作土工模型：將實驗材料取出，置于模型箱中，堆砌成一定形狀的土工模型，土工模型的不同深度處埋設有土壓力盒，土工模型上表面布置有位移傳感器，土工模型底部埋設有濕度傳感器；

（3）調試設備：將模型箱置于土工離心機的一個吊斗中，土工離心機的另一個吊斗中放置配重；模型箱的透明觀察窗外分別設置攝像機，調整攝像機的拍攝角度使其可拍攝到土工模型；

（4）開始試驗：1）將加濕烘干蓋板蓋設在模型箱上，設定土工離心機的運行G值和運行時間并開啟土工離心機；2）循環開啟加濕裝置、干燥裝置，通過濕度傳感器實時監測土工模型的內部濕度；先開啟加濕裝置，當監測到的濕度達到預設的土工模型濕度時，停止加濕，同時開啟干燥裝置，當監測到的濕度達到預設的土工模型濕度值時，停止干燥，同時開啟加濕裝置，由此不斷循環；3）通過測量系統，監測土工模型在循環干濕過程中的失穩情況。

一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗裝置，其特征在于包括有：

模型箱，所述模型箱安裝在土工離心機的吊斗中，模型箱為一頂部敞開的箱體結構；

透明觀察窗，所述模型箱的側壁上設有至少一個透明觀察窗，用于觀察模型箱內土工模型的狀態；

加濕烘干蓋板，所述加濕烘干蓋板的下端面可密封蓋設在模型箱的頂部，加濕烘干蓋板的下端面上安裝有加濕裝置、干燥裝置，從而將模型箱中的土工模型進行加濕或者干燥；

測量系統，所述測量系統包括有土壓力盒、濕度傳感器、位移傳感器、攝像機，分別用于采集土工模型的實時土應力、土工模型的內部實時濕度、土工模型表面的沉降量、土工模型的實時狀態。

所述的一種土工離心機模擬干濕循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述加濕烘干蓋板的下端面上設有隔熱板。