[發(fā)明專利]用于淤泥原狀土的側(cè)向圍壓加載設(shè)備

在審

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• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113686650A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈宇鵬;孫龍;耿爽;辛憲濤;楊志剛;孫杰豪;劉越;韓曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué);中交三航院澳門有限公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 姜威

本發(fā)明提供了一種用于淤泥原狀土的側(cè)向圍壓加載設(shè)備，包括：圍壓加載系統(tǒng)和三軸壓力室；圍壓加載系統(tǒng)與三軸壓力室管路連接，用于三軸壓力室圍壓加載、卸載和保載；三軸壓力室用于為淤泥原狀土試件提供環(huán)向壓力，本設(shè)備能顯著提高周圍土體的壓力差，不僅能夠加快固結(jié)速度，同時(shí)能夠減緩豎向排水體淤堵，明顯地改善了淤泥的淤堵情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地基處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于淤泥原狀土的側(cè)向圍壓加載設(shè)備。

背景技術(shù)

真空預(yù)壓法是一種處理軟土地基常用的方法。該方法按照一定間距在土體中鋪設(shè)預(yù)制垂直排水體和真空管，通過向土體施加負(fù)壓，使排水體與土體間存在一個(gè)壓力差，以促進(jìn)土體中自由水通過排水管排出及土體固結(jié)。真空預(yù)壓法雖然有加固效果好、節(jié)省工期和人力物力、施工成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也在逐漸顯露出來，在長時(shí)間的工程實(shí)踐探索中，發(fā)現(xiàn)采用真空預(yù)壓法處理軟土地基時(shí)，存在真空壓力的損失隨土體深度增加而增大，PVD排水板附近形成土顆粒淤堵等缺點(diǎn)，在長時(shí)間的工程實(shí)踐探索中，發(fā)現(xiàn)采用真空預(yù)壓法處理軟土地基時(shí)，存在真空壓力的損失隨土體深度增加而增大，PVD排水板附近形成土顆粒淤堵等問題。由此提出一種真空預(yù)壓法的改進(jìn)方法，即增壓式真空預(yù)壓法。增壓式真空預(yù)壓法加固軟土地基的原理是在常規(guī)真空預(yù)壓技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過在塑料排水板之間加設(shè)增壓管，結(jié)合真空預(yù)壓在塑料排水板中形成的負(fù)壓，利用增壓管向土體進(jìn)行徑向加壓，加大塑料排水板與土體之間的氣壓差，使得土體中的自由水向塑料排水板的定向流動(dòng)加快，從而在短時(shí)間內(nèi)排出土體中的自由水，降低孔隙水壓力，大幅度地提高軟土地基固結(jié)度，起到加固土體的作用。增壓式真空預(yù)壓不同于常規(guī)真空預(yù)壓的是該方法利用手型接頭連接真空管與防淤堵排水板，以免塑料排水板之中進(jìn)入泥沙粒；在抽真空作用下，地基中的自由水在壓力差的作用下向排水板中流動(dòng)；通過增壓管向土體進(jìn)行加壓時(shí)，排水板與土體之間的壓力差增大，自由水在壓差作用下向排水板定向流動(dòng)，使得軟基快速固結(jié)，大幅度提高地基固結(jié)度。增壓式真空預(yù)壓法結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。用薄膜將土體密封起來，先采用真空泵將土體抽至部分真空后，再利用增壓泵施加一定的壓力，通過真空負(fù)壓與增壓加大土體與排水板之間的壓力差，以此來加快土體中自由水排出，加速土體固結(jié)。但是該方法的豎向排水體常常會(huì)由于細(xì)顆粒的侵入而淤堵，導(dǎo)致豎向滲透性降低從而延緩了固結(jié)過程，仍未徹底解決淤堵問題。

因此，亟需一種可以加快固結(jié)速度以及減緩豎向排水體淤堵的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于淤泥原狀土的側(cè)向圍壓加載設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)問題中存在的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種用于淤泥原狀土的側(cè)向圍壓加載設(shè)備，包括：圍壓加載系統(tǒng)和三軸壓力室；

所述圍壓加載系統(tǒng)與三軸壓力室管路連接，用于三軸壓力室圍壓加載、卸載和保載；

所述三軸壓力室用于為淤泥原狀土試件提供環(huán)向壓力。

優(yōu)選地，三軸壓力室包括：底座、反力機(jī)構(gòu)、有機(jī)玻璃筒和砂井機(jī)構(gòu)；

所述反力機(jī)構(gòu)固定于底座上，并與砂井機(jī)構(gòu)通過膨脹力傳感器相連，用于測試圍壓加載過程中試件的反力；

所述有機(jī)玻璃筒固定于底座上，且與底座密封，用于在有機(jī)玻璃筒內(nèi)固定乳膠膜并于乳膠膜中放置試件，在乳膠膜周圍留有空隙用于注入圍壓水與施加圍壓；

砂井機(jī)構(gòu)包括上壓頭和固定于上壓頭上的砂井套筒、袋裝砂井、真空管和排水管，所述上壓頭安裝于有機(jī)玻璃筒頂部，用于對有機(jī)玻璃筒密封，真空管固定于上壓頭底部的中心，用于傳遞真空壓力，真空管外部放置袋裝砂井，用于加速土體內(nèi)部的自由水排出，所述排水管位于上壓頭內(nèi)部，排水管一端通過氣動(dòng)接頭與真空管連接，排水管另一端連接真空桶，用于向真空管傳遞真空壓力，以及將袋裝砂井匯集的土體內(nèi)自由水排出，袋裝砂井外設(shè)置有砂井套筒，用于保證將上壓頭置于試件的過程中袋裝砂井的形狀與位置不變；