[發明專利]粗粒類鈣質砂豎向滲流模型箱及其試驗方法

在審

• 申請號: 202010597634.5
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111693437A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 王哲;陳振寰;許四法;王啟湘;王康宇;呂潤東;吳雪輝;馮偉皓;付亞君;崔涵晟;吳淑偉;翁鶴森;鄭文豪;婁可棟;陳東;邱杭鷹
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

粗粒類鈣質砂滲流模型箱，包括箱體，箱體的頂部密封扣合有頂蓋；箱體的內部從下到上依次設有第一多孔板和第二多孔板，將箱體的內部分隔成礫石腔、試樣填裝腔和溢水腔，礫石腔內鋪設有礫石，試樣填裝腔內填裝有試樣；礫石腔的左、右兩側壁分別設有進水口和排水口；礫石腔內水平鋪設有多孔管網，多孔管網與進水口連接；試樣填裝腔的后側壁、左側壁和右側壁上設有若干測壓孔，測壓孔內安裝有孔隙水壓力傳感器；溢水腔的前、后兩側壁上設有若干溢水口。本發明還提供一種粗粒類鈣質砂滲流模型箱的試驗方法。本發明能模擬在滲流情況下粗粒類鈣質砂的滲透變形，測得不同級配鈣質砂滲透系數，操作方便，成本較為低廉。

技術領域

本發明涉及巖土工程試驗領域，尤其涉及粗粒類鈣質砂豎向滲流模型箱及其試驗方法。

背景技術

近年來，海洋領土在國家戰略中占據著愈發重要的位置，海上造島工程得以迅速開展，鈣質砂作為一種海洋巖土介質被就地取材廣泛應用于海上工程。作為一種新興的巖土介質，鈣質砂材料在應用中表現出與常規陸源砂不同的物理性質，如顆粒形狀的極不規則性、易碎性、可膠結性等。鈣質砂土體通常處于海洋環境中，受到復雜的水文動力環境作用，因此鈣質砂土體的滲透性問題受到廣泛的關注。

珊瑚島礁與鈣質砂海上工程通常處于復雜的海洋動力環境中，以鈣質砂土為主要填料的鈣質砂地基在特殊的海洋環境中達到一定的水利梯度后會發生滲透變形甚至破壞從而使得地基承載力失效。目前，常規滲透儀尺寸較小，難以展開粗粒土滲透性方面的相關模型試驗研究，其次，常規滲透儀僅可測定土體的滲透系數，而不能很好的模擬

發明內容

為模擬島礁建設工程中常遇的粗粒類鈣質砂的滲流性及滲透變形等相關問題，本發明提供粗粒類鈣質砂豎向滲流模型箱及其試驗方法。

本發明的第一個方面提供一種粗粒類鈣質砂豎向滲流模型箱，包括頂部開口、內部中空的箱體，箱體的頂部開口處密封扣合有頂蓋；箱體的內部從下到上依次設有第一多孔板和第二多孔板，將箱體的內部分隔成礫石腔、試樣填裝腔和溢水腔，礫石腔內鋪設有礫石，試樣填裝腔內填裝有試樣，第一多孔板的上表面鋪設有用于防止礫石進入試樣填裝腔的第一篩網；所述礫石腔的左、右兩側壁分別設有進水口和排水口，進水口和排水口上均安裝有球閥；礫石腔內水平鋪設有多孔管網，多孔管網與進水口連接，多孔管網埋設在礫石中；試樣填裝腔的后側壁、左側壁和右側壁上設有若干測壓孔，測壓孔內安裝有孔隙水壓力傳感器，測壓孔朝向箱體內側的端面上粘貼有防止試驗土體進入測壓孔內的第二篩網；溢水腔的前、后兩側壁上設有若干第一溢水口，頂蓋上設有第二溢水口，第一溢水口和第二溢水口上均安裝有閥門。

進一步，所述箱體和頂蓋均采用有機玻璃制成。

進一步，所述箱體的上端開口邊緣處設有向外的翻邊，頂蓋與箱體的翻邊上設有一一對應的螺孔，頂蓋與翻邊之間設有止水墊圈，頂蓋與箱體通過螺栓連接并密封配合。

進一步，所述第一多孔板為一板狀結構件，第一多孔板上設有若干與第一多孔板厚度方向同向的若干通孔，第二多孔板與第一多孔板結構一致。

進一步，所述多孔管網為“日”字形結構，多孔管網的管壁頂部間隔設有若干出水孔。

本發明的第二個方面提供一種粗粒類鈣質砂滲流模型箱的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1，前期準備

裝樣前，確認試驗系統各部分連接正確、確認供水路徑各部分未出現滲漏情況、確保已排出水表及電子流量計內部的空氣，在試驗裝置內壁涂抹一層約0.5mm厚凡士林，避免試驗過程中出現水流沿側壁集中滲流的現象；

步驟2，裝樣與飽和

2.1分層裝樣