[發明專利]一種大型土石混合土樣室內壓縮儀與填土變形、穩定性計算方法

在審

• 申請號: 202111246175.7
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114018700A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 蘇美亮;賈寧;劉順;王洪播;張杰;蔡雨辰;張國龍
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華北電力設計院有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G01B21/32
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

1.一種大型土石混合土樣室內壓縮儀，其特征在于，包括加載與測試系統(1)和試樣容納裝置(2)，其中所述試樣容納裝置(2)包括容納試樣的護環(26)，以及與試樣連接的定量加濕器(14)，以及沿試樣環向設置的多個壓力盒(24)；所述加載與測試系統(1)包括加壓于試樣頂部的千斤頂(11)，以及與所述千斤頂控制連接的自動控制與記錄裝置(3)，還包括與所述自動控制與記錄裝置(3)雙向連接的壓力傳感器(8)，并在試樣的頂部還設置有多個位移傳感器(12)。

2.根據權利要求1所述一種大型土石混合土樣室內壓縮儀，其特征在于，所述護環(26)的下部還設置一基座(21)，所述基座(21)和所述護環(26)圍成一頂部開口的容置空間，在該容置空間內：抵靠所述護環(26)內壁具有一環刀(25)，試樣置于所述環刀(25)內，所述壓力盒(24)設置于試樣和所述環刀(25)之間，在試樣上下還分別設置有上透水鋼板(23)和下透水鋼板(22)，在所述上透水鋼板(23)的上方設置一加壓蓋板(27)。

3.根據權利要求2所述一種大型土石混合土樣室內壓縮儀，其特征在于，在所述下透水鋼板(22)的下方分別連接設置有進水管(19)和增增濕管(18)，所述增濕管(18)上設置所述定量加濕器(14)；在所述上透水鋼板(23)的上方分別連接設置有排水管(28)和排氣管(30)，所述排氣管(30)和所述增濕管(18)連通。

4.根據權利要求2所述一種大型土石混合土樣室內壓縮儀，其特征在于，所述千斤頂(11)通過二柱式加載架(10)承載，且所述千斤頂(11)加壓于所述加壓蓋板上。

5.通過如權利要求1-4所述的大型土石混合土樣室內壓縮儀得到一種填土變形、穩定性計算方法，其特征在于，通過所述自動控制與記錄裝置(3)向試樣施加壓力，并通過以下公式計算常規土試樣在主固結完成后通過次固結作用產生的沉積量：

式中，S_s--填土自身蠕變壓縮量；

h_i--第i層土層的厚度；

e_0i--第i層土工后沉降計時開始時的孔隙比；

e_1i--第i層土在上覆荷載作用下的主固結沉降結束時的孔隙比；

t₁--為第i層土在上覆荷載作用下的主固結沉降結束的時間；

t₁’--為工后沉降計時開始的時間；

C_ai--第i層土在上覆荷作用下的次固結系數；

t--所求工后沉降的時間；

λ--修正系數，無經驗時取1。

6.根據權利要求5所述的填土變形、穩定性計算方法，其特征在于，其中各級壓力下試樣固結穩定后的孔隙比e_i可通過以下公式求得，進而確定第i層土在上覆荷載作用下的主固結沉降結束時的孔隙比e_1i：

以及

式中，e_i--各級壓力下試樣固結穩定后的孔隙比；e₀--初始孔隙比，無量綱；w₀--試樣初始含水量，無量綱；G_s--試樣中巖石或土顆粒的比重，無量綱；ρ_w--水的密度，g/cm³；ρ₀--試樣的密度，g/cm³；h₀--試樣初始高度(mm)；Δh_i--某級壓力下試樣固結穩定后的變形量(mm)；

其中C_a為各級壓力下孔隙比-時間(對數)曲線的斜率，其可通過以下公式求得：

以及，各級壓力下試樣固結穩定后的單位沉降量S_i(mm/m)計算公式為