[發(fā)明專利]小孔擴張試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910535486.1
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110208493B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬建軍;黃林沖;梁禹;賴正首
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 東莞合方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44561
• 代理人: 許建成

1.一種小孔擴張試驗裝置，其特征在于，包括：

模型箱，所述模型箱內(nèi)盛裝有飽和軟粘土；

擴張器，埋設(shè)于飽和軟粘土中，包括剛性支撐體以及彈性膜，所述彈性膜直接或者通過中間件與支撐體相連并將支撐體部分或全部包圍形成柱狀或者球狀的封閉空間，支撐體或者彈性膜連接有通連封閉空間和外界的注水管和出水管，注水管與位于模型箱外的供水裝置通連，出水管則直接或者通過中間連接管延伸至模型箱外，且出水管安裝有出水控制閥門，封閉空間內(nèi)還裝有用于檢測內(nèi)壓的液壓傳感器，封閉空間的內(nèi)壓變化時，彈性膜可實現(xiàn)徑向擴張；

多個土壓力盒，埋設(shè)于飽和軟粘土中，并在彈性膜的橫截面所在平面徑向間隔分布，用于檢測彈性膜擴張前后彈性膜周圍徑向應(yīng)力的變化；

多個孔隙水壓傳感器，埋設(shè)于飽和軟粘土中，并在彈性膜的橫截面所在平面上徑向間隔分布，用于檢測彈性膜擴張前后彈性膜周圍孔隙壓力的變化；

地表位移測量輔助參照，設(shè)于飽和軟粘土上方對應(yīng)擴張器的區(qū)域，用于輔助測量彈性膜擴張前后飽和軟粘土頂部的位移變化；以及

監(jiān)測系統(tǒng)，用于采集彈性膜擴張前后液壓傳感器、孔隙水壓傳感器和土壓力盒的檢測到的數(shù)據(jù)；

所述擴張器為柱形擴張器，所述柱形擴張器的支撐體包括剛性的圓管狀內(nèi)管，內(nèi)管敞開的兩端分別連接有第一端蓋和第二端蓋，彈性膜呈圓管狀，彈性膜敞開的兩端分別與第一端蓋和第二端蓋連接，且連接處密封處理，使彈性膜與第一端蓋和第二端蓋之間圍成一個將內(nèi)管包于其內(nèi)的柱狀封閉空間，彈性膜位于第一端蓋和第二端蓋之間的部分為可徑向擴張的部分，所述液壓傳感器設(shè)于內(nèi)管的外壁，液壓傳感器的測壓線纜從第一端蓋向外伸出封閉空間，第一端蓋還設(shè)有用于安裝注水管和出水管的進水口和出水口，所述出水管部分伸入內(nèi)管和彈性膜的間隙之間，所述注水管伸入內(nèi)管，并與內(nèi)管和彈性膜的間隙所在的空間相通。

2.如權(quán)利要求1所述的小孔擴張試驗裝置，其特征在于：注水管位于內(nèi)管的端部通連有中空的腔體，所述腔體的周壁開設(shè)有循環(huán)孔，注水管的水流入腔體后，經(jīng)循環(huán)孔流充填封閉空間，注水管設(shè)置進水控制閥門。

3.如權(quán)利要求1所述的小孔擴張試驗裝置，其特征在于：模型箱前、后兩側(cè)面的中部分別預(yù)留定位孔，柱形擴張器的兩端架設(shè)于兩定位孔中，并部分伸出模型箱，柱形擴張器的兩端應(yīng)與定位孔之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)包括可部分卡入定位孔并與柱形擴張器的端部的周壁以及定位孔孔壁密封相抵的密封環(huán)、以及第一夾板和第二夾板，第一夾板和第二夾板相對的位置開設(shè)有直徑略小于密封環(huán)外直徑的半圓形卡孔，所述第一夾板和第二夾板通過半圓形卡孔卡于密封環(huán)后通過固緊裝置固連，以將密封環(huán)位于定位孔外的部分緊壓固緊于柱形擴張器的端部。

4.如權(quán)利要求3所述的小孔擴張試驗裝置，其特征在于：第一夾板和第二夾板的兩側(cè)分別成型有螺孔，固緊裝置包括至少兩根連接條，每根連接條的兩端分別通過螺釘固定于第一夾板和第二夾板相應(yīng)的螺孔處，以使第一夾板和第二夾板緊壓密封環(huán)。

5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的小孔擴張試驗裝置，其特征在于：柱形擴張器水平埋設(shè)于飽和軟粘土中，其橫截面與豎直平面平行，所述土壓力盒在彈性膜的橫截面所在平面徑向且垂向間隔分布，所述孔隙水壓傳感器在彈性膜的橫截面所在平面徑向且水平間隔分布，孔隙水壓傳感器和土壓力盒的數(shù)量均為五個，且與彈性膜的距離分別為0.5R、1R、2R、3R、4R，R為柱形擴張器的彈性膜的初始外徑。