[發明專利]一種可視化土體試樣壓縮固結試驗系統

在審

• 申請號: 201910090221.5
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109853510A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 李秉宜;陳永輝;陳建榮;吳勇強;范燕波
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02;E02D1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

本發明公開了一種可視化土體試樣壓縮固結試驗系統，包括多層土壓縮室和加壓裝置，百分表和攝像機，壓縮室主體為透明有機玻璃桶，內部由土樣、透水承壓板及透水石組成。本發明中透明的壓縮室使得土樣在荷載作用下的壓縮變形可視化，并可通過攝像機監控土體壓縮固結過程進行數字化處理得到壓縮量。本發明操作方便，效率高，可靈活模擬現場多層土地基的壓縮過程，得到多層土壓縮固結過程，全程可視化，自動讀數記錄壓縮固結過程及結果。

技術領域

本發明屬于壓縮固結試驗技術領域，尤其涉及一種可視化土體試樣壓縮固結試驗系統。

背景技術

現在一般地基處理設計中以及相關地基固結研究中，都需要獲取地基土體的壓縮及固結參數，從而可以進行地基處理設計，計算地基壓縮固結量等。對此類參數往往需要通過壓縮固結試驗獲取。

我國沿海地區分布有大量多層土地基，典型的有上覆硬殼層下臥軟土地基，目前的壓縮固結試驗僅僅能夠對單層土體進行試驗，無法對此類多層地基土進行復合試驗，存在一定的不足：現有室內壓縮固結試驗儀僅限于單層土的壓縮固結試驗，對于多層土的壓縮固結試驗往往需要將每層土分開單獨做壓縮固結試驗從而得到壓縮固結參數，無法對多層土壓縮變形進行試驗，對多層土之間壓縮變形的相互作用無法模擬，儀器用途單一，且傳統壓縮固結儀必須在間隔一段時間讀數，人工讀數繁瑣，效率較低。

綜上所述，現有傳統壓縮固結儀用途比較單一，人為因素影響較大，無法模擬多層地基之間的相互滲流影響作用。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種可視化土體試樣壓縮固結試驗系統，通過可視化壓縮室以及加壓排水裝置，模擬多層土地基的壓縮固結過程，得到多層土的壓縮固結參數，無需人工讀數，通過可視化的壓縮變形過程使試驗過程更加可控，試驗數據可自動記錄，更加方便，對壓縮固結全過程了解更加詳細。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種可視化土體試樣壓縮固結試驗系統，包括加壓桿1、透明有機玻璃桶2、透水承壓板3、土樣4、透水石5、百分表6、攝像機7和固定件8。土樣4放入透明有機玻璃桶2內作為試驗土體，在透明有機玻璃桶2內，荷載由加壓桿1傳遞到土體表面，土體上部由光滑透水承壓板3將荷載均勻施加在土體表面，土體下部為透水石5，同時在透水承壓板3上表面設置有百分表6，通過固定件8將百分表6固定在有機玻璃桶2內壁，玻璃桶2外部設置攝像機7進行數據采集。

根據本發明中壓縮固結試驗系統，將透水石5置于透明有機玻璃桶2底部，土樣4制作成直徑與透明有機玻璃桶2的直徑相同的柱體，將土樣4放入透明有機玻璃桶2內且位于透水石5上面，將透水承壓板3放置在土樣4上表面，隨后將加壓桿1置于透水承壓板3頂部，百分表6置于透水承壓板3上表面，通過固定件8將百分表6固定在玻璃桶2內壁，在試驗開始前將百分表6調零。土樣4上下表面覆蓋濾紙以防止土體顆粒流失，若土樣為多層，僅在土樣的第一層的上表面和最后一層的下表面覆蓋濾紙。通過加壓桿1對土樣4施加一定的荷載。在加載過程中通過攝像頭7記錄土體在不同時刻的壓縮狀態，通過照片處理軟件可實現對壓縮量的自動讀取與記錄。

優選地，所述透明有機玻璃桶2保持有一定的透明度，以便實現攝像機7對土體進行信息采集，并且透明有機玻璃桶2高度可根據土樣4高度定制。

優選地，所述透水承壓板3是由多孔鋼板或具有一定承載力的材料制成，同時聯合土體底部的透水石5共同作為土樣壓縮變形過程中的排水通道，可以滿足多層土壓縮變形過程中荷載施加要求以及排水要求。所述百分表6為位移百分表，通過百分表6可讀出土樣4的總壓縮量。

進一步，土樣4層數為一層或多層，可根據現場地質情況進行增減。

一種可視化土體試樣壓縮固結試驗系統試驗方法，包括以下步驟：

(1)制作土樣4作為試驗土體，將土體切成有機玻璃桶2直徑大小的柱體；