真空預壓室內模型試驗裝置製造方法
2023-04-24 16:08:06 1
真空預壓室內模型試驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種真空預壓室內模型試驗裝置，包括抽真空系統、排水量測量系統、真空度測量系統、孔隙水壓力測量系統四部分；所述抽真空系統包括模型箱、排水板、手型接頭、排水主管、抽濾瓶、橡皮管、真空泵，抽濾瓶真空表；所述排水量測量系統包括抽濾瓶、電子稱；所述真空度系統包括真空管、真空表；所述孔隙水壓力測量系統包括真空管、微型孔隙水壓力計。本發明結構簡單合理，操作方便，能用於開展真空預壓法加固軟土的模型試驗，系統地研究土中真空度傳遞和孔隙水壓力變化的規律。
【專利說明】真空預壓室內模型試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種真空預壓室內模型試驗裝置，用於模擬真空預壓處理軟土地基。
【背景技術】
[0002]隨著經濟快速發展，沿海城市為緩解用地緊張矛盾，大量土地需通過圍海造陸形成。圍海造陸所用吹填土一般採用港池和航道的疏浚淤泥，經水力吹填形成陸域場地，含水率高達80%以上，新近吹填的場地甚至可以達到200%左右。另外，由於水力分選原因，軟弱土地基上部土層顆粒極細，以黏粒和膠粒為主，顆粒間連接很弱，尚未形成具有強度的土骨架結構，土顆粒隨水流動性強。軟粘土具有高含水量、高壓縮性、高觸變性、低抗剪強度等諸多不利的工程性質。高壓縮性會導致地基有相當大的沉降和沉降差；低滲透性使得沉降的持續時間很長，有可能影響建築物的正常使用；低強度使得地基承載力和穩定性往往不能滿足工程要求。因此，如何有效、快速、經濟地加固此類超軟弱地基則成為一個必須解決的技術難題。
[0003]真空預壓法由瑞典皇家地質學院傑爾曼教授於1952年提出，相比自然晾曬法、堆載預壓法等軟土地基處理方法，真空預壓法在所需時間和處理效果上均有明顯的優勢。近年來，與真空預壓相關的研究工作越來越多，真空預壓在實際工程中的應用也不斷增加，未來發展前景廣闊。在室內通過模型試驗對真空預壓開展工法和機理的研究是將真空預壓推廣到實際工程中大面積應用的前提和重要環節。但是，沒有便捷的試驗裝置、密閉性問題難以解決、數據傳感器埋設位置不能準確控制、土中真空度和土中孔隙水壓力難以系統的測量、真空系統的密閉性在大量傳感器線路導出時會進一步降低等以上各種問題降低了進行室內真空預壓模型試驗的可行性和準確性，使得對真空預壓工法和加固機理的研究進展緩慢，阻礙了真空預壓在實際工程中的大規模應用。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種真空預壓室內模型試驗裝置，用於模擬真空預壓處理軟土的模型裝置。
[0005]為達到上述目的，本發明採用如下技術方案:
一種真空預壓室內模型試驗裝置，包括抽真空系統、排水量測量系統、真空度測量系統、孔隙水壓力測量系統四部分；所述抽真空系統包括模型箱、排水板、手型接頭、排水主管、抽濾瓶、橡皮管、真空泵，抽濾瓶真空表；所述排水板安裝在模型箱的中間，所述排水板的頂端通過手型接頭連接排水主管，所述排水主管通過模型箱頂部面板上的開口密封穿出，連接抽濾瓶，所述抽濾瓶通過橡皮管連接真空泵，所述抽濾瓶真空表安裝在抽濾瓶的密封的瓶口上；所述排水量測量系統包括抽濾瓶、電子稱，所述抽濾瓶放置於電子稱上進行稱重；所述真空度系統包括真空管、真空表；所述孔隙水壓力測量系統包括真空管、微型孔隙水壓力計；所述真空表和微型孔隙水壓力計通過真空管安裝在模型箱上的測量孔上，所述微型孔隙水壓力計通過導線連接排水主管。
[0006]所述模型箱的寬度與排水板的板寬相同，模型箱兩側面板的中間設有凹槽，排水板順著凹槽插入模型箱中。
[0007]所述測量孔上安裝六角螺紋接頭，所述六角螺紋接頭上安裝有六角螺紋帽，所述六角螺紋帽頂端設有土工濾膜，並連接真空管，所述真空管分別連接真空表和微型孔隙水壓力計。
[0008]模型箱側面板對稱地設有大小相同的共18個測量孔，左側9個為真空度測量孔，右側9個為孔隙水壓力測量孔；通過改變測量孔的位置和數量滿足不同試驗對真空度和孔隙水壓力的測量要求。
[0009]與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著的優點:
本發明裝置可避免試驗過程中真空度不足、密閉性難以保證以及排水板在插設過程中發生彎折等問題。測量孔位的設置既簡化了傳統試驗方法中繁瑣的真空度、孔壓計等數據傳感器的埋設步驟，又可全面、精確地對不同深度，離排水板不同距離的土體進行真空度及孔隙水壓力等數據的測量，系統地研究真空預壓處理軟土地基的工法和機理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的整體示意圖。
[0011]圖2為本發明的模型箱主視圖。
[0012]圖3為本發明的模型箱俯視圖。
[0013]圖4為真空度測量系統的結構示意圖。
[0014]圖5為孔隙水壓力測量系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實例對本發明做進一步的描述。
[0016]如圖1飛所示，一種真空預壓室內模型試驗裝置，包括抽真空系統、排水量測量系統、真空度測量系統、孔隙水壓力測量系統四部分；所述抽真空系統包括模型箱1、排水板
9、手型接頭10、排水主管11、抽濾瓶13、橡皮管14、真空泵15，抽濾瓶真空表17 ;所述排水板9安裝在模型箱I的中間，所述排水板9的頂端通過手型接頭10連接排水主管11，所述排水主管11通過模型箱頂部面板12上的開口密封穿出，連接抽濾瓶13，所述抽濾瓶13通過橡皮管14連接真空泵15，所述抽濾瓶真空表17安裝在抽濾瓶13的密封的瓶口上；所述排水量測量系統包括抽濾瓶13、電子稱16，所述抽濾瓶13放置於電子稱16上進行稱重；所述真空度系統包括真空管6、真空表7 ;所述孔隙水壓力測量系統包括真空管6、微型孔隙水壓力計8 ;所述真空表7和微型孔隙水壓力計8通過真空管6安裝在模型箱I上的測量孔2上，所述微型孔隙水壓力計8通過導線連接排水主管11。
[0017]所述模型箱I的寬度與排水板9的板寬相同，模型箱I兩側面板的中間設有凹槽，排水板9順著凹槽插入模型箱I中。
[0018]所述測量孔2上安裝六角螺紋接頭3，所述六角螺紋接頭3上安裝有六角螺紋帽4，所述六角螺紋帽4頂端設有土工濾膜5，並連接真空管6，所述真空管6分別連接真空表7和微型孔隙水壓力計8。
[0019]模型箱I側面板對稱地設有大小相同的共18個測量孔2，左側9個為真空度測量孔，右側9個為孔隙水壓力測量孔；通過改變測量孔的位置和數量滿足不同試驗對真空度和孔隙水壓力的測量要求。
[0020]本發明裝置的具體使用過程如下:
在模型箱I的左側9個測量孔2上安裝六角螺紋接頭3，將真空表7連接塑料細管6，將塑料細管6的另一端綁紮一層土工濾膜5後通過六角螺紋帽4連至六角螺紋接頭3，在模型箱I的右側9個測量孔2上安裝六角螺紋接頭3，在右側測量孔中埋入微型孔隙水壓力計8，微型孔隙水壓力計8的線材通過六角螺紋帽4，土工濾膜5，塑料細管6引出。在模型箱I中均勻填入土樣，將排水板9順著模型箱I中部的凹槽插入土中，將排水板9通過手型接頭10連接至排水主管11，蓋上模型箱I頂部面板12，將排水主管11從頂部面板12的中間開口處引出後連接至抽濾瓶13，將抽濾瓶13通過橡皮管14連接至真空泵15，利用玻璃膠對模型箱頂部面板12的開口及四周進行密封處理，開啟試驗，打開真空泵15，將抽濾瓶13放置於電子稱16上以便計量排水量，利用抽濾瓶13上部的抽濾瓶真空表17控制真空泵的工作功率。
【權利要求】
1.一種真空預壓室內模型試驗裝置，其特徵在於，包括抽真空系統、排水量測量系統、真空度測量系統、孔隙水壓力測量系統四部分；所述抽真空系統包括模型箱(I)、排水板(9)、手型接頭(10)、排水主管(11)、抽濾瓶(13)、橡皮管(14)、真空泵(15)，抽濾瓶真空表(17);所述排水板(9)安裝在模型箱(I)的中間，所述排水板(9)的頂端通過手型接頭(10)連接排水主管(11)，所述排水主管(11)通過模型箱頂部面板(12)上的開口密封穿出，連接抽濾瓶(13)，所述抽濾瓶(13)通過橡皮管(14)連接真空泵(15)，所述抽濾瓶真空表(17)安裝在抽濾瓶(13)的密封的瓶口上；所述排水量測量系統包括抽濾瓶(13)、電子稱(16)，所述抽濾瓶(13)放置於電子稱(16)上進行稱重；所述真空度系統包括真空管(6)、真空表(7);所述孔隙水壓力測量系統包括真空管(6)、微型孔隙水壓力計(8);所述真空表(7)和微型孔隙水壓力計(8)通過真空管(6)安裝在模型箱(I)上的測量孔(2)上，所述微型孔隙水壓力計(8)通過導線連接排水主管(11)。
2.根據權利要求1所述的真空預壓室內模型試驗裝置，其特徵在於，所述模型箱(I)的寬度與排水板(9)的板寬相同，模型箱(I)兩側面板的中間設有凹槽，排水板(9)順著凹槽插入模型箱(I)中。
3.根據權利要求1所述的真空預壓室內模型試驗裝置，其特徵在於，所述測量孔(2)上安裝六角螺紋接頭(3)，所述六角螺紋接頭(3)上安裝有六角螺紋帽(4)，所述六角螺紋帽(4)頂端設有土工濾膜(5)，並連接真空管(6)，所述真空管(6)分別連接真空表(7)和微型孔隙水壓力計(8)。
4.根據權利要求1所述的真空預壓室內模型試驗裝置，其特徵在於，模型箱(I)側面板對稱地設有大小相同的共18個測量孔(2)，左側9個為真空度測量孔，右側9個為孔隙水壓力測量孔；通過改變測量孔的位置和數量滿足不同試驗對真空度和孔隙水壓力的測量要求。
【文檔編號】E02D33/00GK104264719SQ201410444468
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】劉飛禹, 宓煒, 王軍 申請人:上海大學