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专利号: 2018113073051
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述实验仪包括模型筒,所述模型筒内固定设有支架,所述模型筒内还设有孔隙水压力传感器组合、增压滤管和排水板,且所述孔隙水压力传感器组合、所述增压滤管和所述排水板均固定设置在所述支架上;

所述孔隙水压力传感器组合包括沿着所述模型筒的中心轴方向上下间隔设置的若干个孔隙水压力传感器层,所述孔隙水压力传感器层包括沿着所述模型筒的径向间隔设置的若干个孔隙水压力传感器环,每个所述孔隙水压力传感器环包括若干个围绕所述模型筒的中心轴间隔设置成一圈的孔隙水压力传感器;

所述孔隙水压力传感器均固定在所述支架上,且所述孔隙水压力传感器分别通过第一导线与数据采集仪相连;所述数据采集仪位于所述模型筒外,且所述第一导线气密贯通所述模型筒的筒壁;所述孔隙水压力传感器将采集到的孔隙水压力数据通过所述第一导线输送给所述数据采集仪;

所述增压滤管设置在所述模型筒内的一侧,且所述增压滤管外固定罩设有体积可变的软体膜,所述软体膜的具有气密的内腔,所述增压滤管上开设有若干个通气孔,且所述软体膜的内腔与所述增压滤管通过所述通气孔相连通;所述增压滤管的内端位于所述模型筒内,所述增压滤管的外端通过增压管道与增压泵相连通,所述增压泵位于所述模型筒外,且所述增压管道气密贯穿所述模型筒的筒壁;

所述排水板沿着所述模型筒的中心轴方向设置在所述模型筒的中间;所述排水板底端的出水口通过排水管依次与水气分离瓶和真空泵相连通;所述水气分离瓶带有真空表,且所述水气分离瓶和所述真空泵均位于所述模型筒外,所述排水管气密贯穿所述模型筒的筒壁;

所述模型筒内填充有吹填土,所述吹填土的上表面上铺设有土工布,所述土工布上铺设有土工膜,所述土工布与所述吹填土的上表面相贴合,所述土工膜与所述土工布相贴合,且所述土工膜和所述土工布完全覆盖所述吹填土的上表面;所述模型筒的筒口上扣设有用于向下压紧所述土工膜的环形顶盖;

所述实验仪还包括若干个间隔设置以用于采集所述吹填土的沉降量数据的LVDT位移传感器,所述LVDT位移传感器通过固定部固定在所述土工膜外露于所述环形顶盖部分的上方;所述LVDT位移传感器底端的测量端垂直抵触在所述土工膜的上表面上,且所述LVDT位移传感器分别通过第二导线与所述数据采集仪相连,以将采集到的沉降量数据输送给所述数据采集仪。

2.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述模型筒的筒壁上分别开设有供所述第一导线、所述增压管道或所述排水管贯穿的橡胶塞孔,且所述橡胶塞孔与所述第一导线、所述增压管道或所述排水管之间设有密封用橡胶塞。

3.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述模型筒的筒口上设有可向下压紧所述环形顶盖的压紧装置,所述压紧装置包括设置在所述环形顶盖上的第一螺栓孔和设置在所述模型筒的筒口上的第二螺栓孔,且所述第一螺栓孔和所述第二螺栓孔上下对准并贯通;螺栓贯穿所述第一螺栓孔和所述第二螺栓孔并将所述环形顶盖拧紧在所述模型筒的筒口上。

4.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述增压滤管的外端与所述增压管道通过第一连接头紧密连通,所述排水板底端的出水口与所述排水管通过第二连接头紧密连通。

5.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述支架的底端固定在所述模型筒的内底面上,所述支架的顶端竖直向上延伸。

6.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述增压滤管沿着所述模型筒中心轴方向竖直设置。

7.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述固定部包括竖直设置在所述模型筒筒口上的磁性表座,所述磁性表座垂直连接有沿所述模型筒的径向向所述模型筒内延伸的固定杆,所述固定杆的固定端固定在所述磁性表座上,所述固定杆的自由端通过磁性吸力与所述LVDT位移传感器的外壳固定相连。

8.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪,其特征在于:所述水气分离瓶上设有用于计量盛水量的刻度。

9.如权利要求1所述的侧向压力和真空预压相结合的沉降柱试验仪的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,开启所述孔隙水压力传感器、所述LVDT位移传感器和所述数据采集仪,并设定所述孔隙水压力传感器和所述LVDT位移传感器的数据采集频率;所述孔隙水压力传感器采集所述吹填土内的孔隙水压力数据并输送给所述数据采集仪,所述LVDT位移传感器采集吹填土1的沉降量数据并输送给所述数据采集仪;

步骤2,打开所述真空泵进行真空预压,当最靠近所述模型筒筒壁的孔隙水压力传感器环的孔隙水压力传感器的读数在12小时内的变化值均小于5kPa时,启动所述增压泵;

观察所述压力表的读数,当所述压力表的读数达到预设的试验压力时,关闭所述增压泵;

步骤3,当至少达到下列条件之一时关闭所述真空泵和所述数据采集仪:

条件1:所述沉降量数据在12小时内的数值变化小于0.2mm时;

条件2:所述水气分离瓶13内的出水量在12小时内的数值变化小于50g时;

步骤4,松开所述压紧装置的螺栓,拆除所述环形顶盖,用钻机钻取模型筒不同深度处的吹填土样品,并依次测试各样品的密实度、含水率和抗剪切强度,其中,所述密实度的测试方法为:用体积为V的环刀挖取质量为m的样品则所述密实度的大小为所述含水率的测试方法为:称得所述样品的质量为m,然后将所述样品放入干燥箱中充分干燥后,称得所述样品的质量为n,则所述含水率的小为所述抗剪切强度的测试方法为:将十字板剪切仪插入不同深度处的吹填土内并转动,通过所述十字板剪切仪测得所述抗剪切强度大小。