[發明專利]考慮不同深度圍壓的大尺寸粗散粒體回彈模量測試裝置

在審

• 申請號: 202110360932.7
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113176161A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊子豪;石名磊;杜旭陽;余昌運;張瑞坤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/52
• 分類號: G01N3/52;G01N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了考慮不同深度圍壓的大尺寸粗散粒體回彈模量測試裝置。本發明專門設計了圍壓控制與采集系統，配合既有的表面振動擊實儀、室內壓力機，可以模擬粒散體材料處于不同深度時受到的圍壓作用，測得材料在該受力狀態下的回彈模量值，試樣制備簡單、操作方便靈活、分析方法規范、試驗精度較高，為粗粒散體材料填筑土工結構的工程實踐提供依據，具有良好的學術研究價值和工程應用前景。

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，特別涉及了一種粗散粒體回彈模量測試裝置。

背景技術

對于公稱上限粒徑d5mm的細粒土土工材料，常規回彈模量測定試驗方法簡單可行，作為材料剛度特征控制指標，應用十分廣泛。然而，針對土工結構粗粒土填料，常規回彈模量測定試驗的DN150擊實筒的試樣尺寸，限制了貫入桿截面Φ50。兩者尺寸特征表明，傳統方法更加適用于細粒土土工材料。盡管可以采用粗粒組修正或粗粒含量較低時(5％)的剔除處理，但傳統方法用于粗粒土土工材料，極易導致試驗數據離散或失真，亦或材料代表性降低。此外，目前粗粒土膠凝材料回彈模量室內試驗設備與方法，相對完善，而散體材料一般采用現場原位測試方法，如廣泛采用的K30板或K75板原位測試方法。土工粗粒散體材料的室內回彈模量測試，缺乏相應試驗裝置。相關研究表明，土工材料在受到一定的圍壓狀態下，其回彈模量與之呈現正相關關系，傳統剛性側壁護筒直接作用于試樣側面則過高估計了試件的回彈模量。目前，對于埋置在一定深度承受相應圍壓的粗散粒體填筑物，其回彈模量測試缺少相關方法，也缺少相應的圍壓模擬裝置。

近年來，在港口、機場等大型基礎工程建設中，經常遇到粗粒土填筑土工結構相關工程問題。尤其是南海島礁吹填機場等工程建設中，珊瑚碎屑粗粒土工材料成為不可或缺與替代的土工結構填筑材料。然而，傳統室內土基回彈模量試驗存在上述問題，給粗粒土工材料控制帶來困難，至今未能得到改善。

發明內容

為了解決上述背景技術提到的技術問題，本發明提出了考慮不同深度圍壓的大尺寸粗散粒體回彈模量測試裝置。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

考慮不同深度圍壓的大尺寸粗散粒體回彈模量測試裝置，包括壓力機頂板和壓力機底板，在壓力機底板的上表面安裝剛性底板，在剛性底板的上表面放置大尺寸粗散粒體試樣，大尺寸粗散粒體試樣的側面貼附有密封橡膠膜，在距大尺寸粗散粒體試樣兩側一定距離處分別設置剛性側壁，在剛性側壁的外側面設置拉桿，通過拉桿將剛護筒設置在大尺寸粗散粒體試樣的兩側上方，在剛護筒內安裝剛性荷載板，在剛性荷載板的底部設置土工布褥墊，在土工布褥墊下表面與大尺寸粗散粒體試樣上表面之間設置表面細砂找平層，所述壓力機頂板的下表面連接壓力環，壓力環的中間設有壓力環傳感器，壓力環的底端連接傳力墊塊，傳力墊塊位于剛性荷載板上方，傳力墊塊的兩側分別設置貫入位移傳感器，貫入位移傳感器的一端連接傳力墊塊，另一端連接壓力機底板；所述剛性底板、密封橡膠膜、剛護筒與剛性側壁圍合形成密閉圍壓環，該密閉圍壓環通過高壓水管與儲水室連通，儲水室與高壓水管之間通過控制閥連接，高壓水管上設有壓力計，儲水室與壓力控制設備連接。

進一步地，所述壓力控制設備采用高壓氮氣泵。

進一步地，所述密閉圍壓環設有排水口。

進一步地，所述壓力環傳感器依次接入數據采集系統和液壓油路控制系統，所述液壓油路控制系統控制壓力機作用于大尺寸粗散粒體試樣。

進一步地，所述貫入位移傳感器依次接入數據采集系統和液壓油路控制系統，所述液壓油路控制系統控制壓力機作用于大尺寸粗散粒體試樣。

進一步地，將所述傳力墊塊替換為錐尖，卸除所述表面細砂找平層、土工布褥墊和剛性荷載板，形成大尺寸粗散粒體錐尖貫入測試裝置。

采用上述技術方案帶來的有益效果：