一种设有排水装置的固结仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种设有排水装置的固结仪，包括：土样盛放装置，所述土样盛放装置内填充有待检测的土样，所述土样上表面和下表面设有排水板，所述土样竖直方向内埋设有可伸缩变形的排水板，所述土样内设有土压力盒；压头，其设于固定装置上，并对应所述土样盛放装置设置，用于对所述土样施加压力；位移传感器，其与所述压头对应设置，用于测量土样的变形量；以及测量控制系统，其所述土压力盒、所述升降机构和所述位移传感器数据连接。本发明设有排水装置的固结仪，通过在土体竖直方向设置分布式排水装置，可用于开展土样水平方向排水固结的试验研究，并能通过测量水平排水传递的孔压，做水平排水不同排水边界条件下的排水效率分析。
【专利说明】
一种设有排水装置的固结仪
技术领域
[0001]本发明涉及固结仪领域，特别涉及一种设有排水装置的固结仪。
【背景技术】
[0002]太沙基一维渗流固结理论有七个基本假设，其只考虑土中水竖向渗流问题，认为土体压缩和土中水的渗流排水只沿竖向发生，且上(或含下)表面为完全排水边界条件。而根据一维渗流固结原理的假设，现有的实验室排水固结试验装置，基本只考虑土样上部，或上、下两侧布设土样截面大小的透水石，这类排水条件可视为完全排水边界条件。目前固结仪的排水方式不足主要有以下几个方面:(I)排水边界的设置考虑使用整块透水石，整块透水石完全覆盖在土样上下表面，但实际上在土体固结中期、后期时，排水通道的供给远大于需求，完全透水边界的完整透水石提供的排水通道过多，造成排水边界的浪费。(2)排水装置单一，土样只能通过上下表面的各一块透水石排水装置，并没有提供竖直水平方向的排水装置。
[0003]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种设有排水装置的固结仪，从而克服土体固结前期排水通道的供给远小于需求的矛盾，加快土样前期的固结排水速率;通过在土样上下表面和竖直方向采用分布式排水，能够解决土体固结中期、后期时排水通道的供给远大于需求的矛盾；以及排水装置对土样扰动的缺点。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种设有排水装置的固结仪，包括:土样盛放装置，所述土样盛放装置内填充有待检测的土样，所述土样上表面和下表面设有排水板，所述土样竖直方向内埋设有可伸缩变形的排水板，所述土样内设有土压力盒;压头，其设于固定装置上，并对应所述土样盛放装置设置，用于对所述土样施加压力；位移传感器，其与所述压头对应设置，用于测量土样的变形量；以及测量控制系统，其所述土压力盒、所述升降机构和所述位移传感器数据连接。
[0006]优选地，上述技术方案中，所述土样内竖直方向的排水管上设有不间断的排水边界。
[0007]优选地，上述技术方案中，所述土压力盒在土样内的分布为，在土样同一平面上设有多个所述土压力盒，在土样同一竖直方向上设有多个土压力盒。
[0008]优选地，上述技术方案中，包括升降机构，其与所述压头连接，用于控制所述压头的升降。
[0009]优选地，上述技术方案中，所述升降机构为千斤顶。
[0010]优选地，上述技术方案中，所述千斤顶为液压千斤顶。
[0011]优选地，上述技术方案中，包括升降机构，其与所述土样盛放装置连接，用于控制所述土样盛放装置的升降。
[0012]优选地，上述技术方案中，所述压头与所述土样的接触为面式接触。
[0013]优选地，上述技术方案中，所述固定装置包括:支撑台，所述压头设于所述支撑台上；立柱，其设于所述支撑台上，所述立柱上设有旋紧件；以及横梁，其架设于所述立柱之间，位于所述压头上方。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0015](I)本发明提供了一种设有排水装置的固结仪，通过在土体竖直方向设置分布式排水装置，可用于开展土样水平方向排水固结的试验研究，并能通过测量水平排水传递的孔压，做水平排水在不同排水边界条件下的排水效率分析。
[0016](2)通过采用分布式排水边界，达到节省排水通道的效果，在实际应用中可节省排水材料。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的一种设有排水装置的固结仪的结构示意图。
[0018]图2是根据本发明的一种设有排水装置的固结仪中排水板在土样中水平方向设置的结构示意图。
[0019]图3是根据本发明的一种设有排水装置的固结仪中排水板在土样中竖直方向设置的结构示意图。
[0020]图4是根据本发明的一种设有排水装置的固结仪中管状排水管的结构示意图。
[0021]图5是根据本发明的一种设有排水装置的固结仪中另一种管状排水管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0023]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0024]如图1至图5所示，根据本发明【具体实施方式】的一种设有排水装置的固结仪，包括:土样盛放装置I，土样盛放装置I放置在底座2上。土样盛放装置2内填充有待检测的土样，主要是采用直径600mm，高200mm的土样。在土样盛放装置中土样的上表面和下表面设有排水板3(塑料排水板)，所述土样竖直方向内埋设有可伸缩变形的管状的排水板4(塑料排水板)。优选地，土样内竖直方向的排水板4上设有不间断的排水边界，如图4所示，阴影部分为排水边界，该管状的排水边界较疏。如图5所示，该管状的排水边界较密集。在土样内设置有土压力盒(图未示)，土压力盒用于测量土样的孔压。升降机构5与压头6连接，优选地，升降机构5为液压千斤顶。液压千斤顶和压头6设于固定装置7上。压头6对应土样盛放装置I设置，位于土样盛放装置I上方。轴向施加最大应力400KPa。位移传感器(图未示)设于压头6上，用于测量土样的变形量。通过升降机构5将压头6向下运动，压头6与土样接触，给土样加压。优选地，压头6与土样的接触为面式接触。土样内的土压力盒将数据传输至测量控制系统8。测量控制系统8与升降机构5数据连接，控制升降机构4压头5移动的距离，即控制压头5对土样的加压，完成逐级加载压力。测量控制系统8与位移传感器数据连接，通过位移传感器可测量土样的沉降位移。
[0025]如图2所示，当在进行固结试验时，在土样中，竖直方向的水通过土样上表面和下表面设置的排水板3排出，排水方向如图2的箭头方向所示。并可用以对比完全排水边界固结试验。
[0026]如图3所示，当在进行固结试验时，在土样中，水平方向固结排水可通过竖直插入可伸缩的管状排水板4排出。可用以进行水平方向分布式排水边界固结排水的研究。
[0027]实施例2
[0028]另一个比较好的实施例，本实施例与实施例1不同在于，升降机构5与土样盛放装置I连接。升降机构5为液压千斤顶。压头6对应土样盛放装置I设置。轴向施加最大应力400KPa。位移传感器(图未示)设于压头6上，用于测量土样的变形量。通过升降机构5将土样盛放装置提升，压头6与土样接触，给土样加压，土样内的土压力盒将数据传输至测量控制系统8。测量控制系统8与升降机构5数据连接，控制升降机构5提升土样盛放装置I的提升距离，同时控制压头对土样的加压，完成逐级加载压力。测量控制系统8与位移传感器数据连接，通过位移传感器可测量土样的沉降位移。优选地，土压力盒在土样内的分布为，在土样同一平面上设有多个所述土压力盒，在土样同一竖直方向上设有多个土压力盒。即在土体的不同深度下安装土压力盒测量不同深度下的孔压以及在同一深度下不同平面位置安装土压力盒测量不同平面位置的孔压，从而可以得出不同深度下孔压消散随时间变化的曲线和相同深度下不同平面位置孔压消散随时间变化的曲线。
[0029]优选地，固定装置7包括:支撑台71，压头6设于支撑台71上。立柱72分别设于支撑台71的左右两侧。立柱72上设有旋紧件73，该旋紧件为螺母。横梁74架设于左右两根立柱72之间，位于压头6上方。
[0030]当升降机构为实施例1的安装方式时，升降机构，即液压千斤顶5置于支撑台71和横梁74之间，旋紧立柱72上的旋紧件73将液压千斤顶5固定。液压千斤顶5下方为压头6，压头4对应土样盛放装置I设置。
[0031]当升降机构为实施例2的安装方式时，压头6置于支撑台71和横梁74之间，旋紧立柱72上的旋紧件73将压头6固定。压头6对应土样盛放装置I设置。
[0032]前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种设有排水装置的固结仪，其特征在于，包括: 土样盛放装置，所述土样盛放装置内填充有待检测的土样，所述土样上表面和下表面设有排水板，所述土样竖直方向内埋设有可伸缩变形的排水板，所述土样内设有土压力盒；压头，其设于固定装置上，并对应所述土样盛放装置设置，用于对所述土样施加压力；位移传感器，其与所述压头对应设置，用于测量土样的变形量；以及测量控制系统，其所述土压力盒、所述升降机构和所述位移传感器数据连接。2.根据权利要求1所述的设有排水装置的固结仪，其特征在于，所述土样内竖直方向的排水管上设有不间断的排水边界。3.根据权利要求1所述的设有排水装置的固结仪，其特征在于，所述土压力盒在土样内的分布为，在土样同一平面上设有多个所述土压力盒，在土样同一竖直方向上设有多个土压力盒。4.根据权利要求1所述的设有排水装置的固结仪，其特征在于，包括升降机构，其与所述压头连接，用于控制所述压头的升降。5.根据权利要求4所述的设有排水装置的固结仪，其特征在于，所述升降机构为千斤顶。6.根据权利要求5所述的设有排水装置的固结仪，其特征在于，所述千斤顶为液压千斤顶。7.根据权利要求1所述的设有排水装置的固结仪，其特征在于，包括升降机构，其与所述土样盛放装置连接，用于控制所述土样盛放装置的升降。8.根据权利要求1所述的独立面式加载装置的固结仪，其特征在于，所述压头与所述土样的接触为面式接触。9.根据权利要求1所述的独立面式加载装置的固结仪，其特征在于，所述固定装置包括: 支撑台，所述压头设于所述支撑台上； 立柱，其设于所述支撑台上，所述立柱上设有旋紧件；以及 横梁，其架设于所述立柱之间，位于所述压头上方。
【文档编号】G01N19/00GK106018265SQ201610627094
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月2日
【发明人】梅国雄, 赵艳林, 裴佩, 张波, 李勇义
【申请人】广西大学