专利名称：化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于岩土工程领域的试验设备，特别涉及一种化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置。
背景技术：
目前，在岩土工程领域使用普通轻便式单杠杆固结仪，只能用于常规的土的固结试验，不能进行渗透试验，并且对于一些力学性质受化学因素影响的土来说，如尾矿砂，用普通固结仪则无法避免化学溶液对试验装置的腐蚀；另外，对试验装置的密封性能要求也很难达到，这样会对土的固结渗透试验数据很难保持准确性
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、操作方便、抗腐性能强的化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置。本发明解决技术问题采用的技术方案是化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置包括台板、加压框架、杠杆、法码盘、法码、平衡锤、注水管、百分表架、百分表、压块、水箱，其特点是在台板的上面左侧设有加压框架，在加压框架下端连接一个杠杆穿装套，在台板左端下面固定一个杠杆支撑，杠杆支撑和杠杆穿装套中穿装杠杆，杠杆的左端头上设有平衡锤，杠杆右端头的下方设有法码盘，法码盘上设有法码，在台板上面加压框架内设有带凹槽的渗透固结容器底座，渗透固结容器底座底部中间处设有容器定位槽，容器定位槽与台板定位安装，渗透固结容器底座的凹槽内装有固结筒，固结筒内底部设有透水石，透水石与固结筒之间用O形密封圈一密封，透水石上面装土样，土样上面设有上层透水石，在上层透水石上面设加压活塞，加压活塞与固结筒连接处用O形密封圈二密封，在加压活塞中设一个排气孔和排水孔，加压活塞上方的中心处设一个弧形压块定位凹槽，弧形压块定位凹槽上面连接压块，在渗透固结容器底座内中心处设折形的连接三通阀孔，连接三通阀孔与注水管连通，压块上方连接百分表，百分表固定在百分表架上，加压活塞中的排水孔连接测流管，注水管水平方向连接压力传感器，注水管垂直连接一个水箱。本发明的有益效果是化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置的结构简单，操作方便，由于采用有机玻璃材料作为渗透固结容器，有很好的抗腐蚀性和密封性，操作方便，试验装置可以交叉进行固结、渗透试验，以研究不同荷载，不同化学溶液作用下土样的压缩特性。
以下结合附图以实施例具体说明。图I是化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置结构图。图2是图I中渗透固结容器结构剖视图。图中，I-百分表；2_百分表架；3_加压框架；3_杠杆穿装套；4-台板；4_1_杠杆支撑；5-杠杆；6_法码盘；7-法码；8_平衡锤；9_渗透固结容器底座；9-1_容器定位槽；9-2-0形密封圈一 ；9-3_ 土样；9-4_排气孔；9-5_加压活塞；9-6_排水孔；9_7_固结筒；9_8_0形密封圈二 ；9-9_透水石；9-10_连接三通阀孔；9-11_压块定位凹槽；10_测流管；10-1_测流管量杯；11_入水管；12_出水管；13_注水管；14_压力传感器；15_水容器；16_水箱；17-压块。
具体实施例方式实施例，参照附
图1、2，化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置是在台板4的上面左侧设有加压框架3，在加压框架3下端连接一个杠杆穿装套3-1，在台板4左端下面固定一个框杆支撑4-1，在杠杆支撑4-1和杠杆穿装套3-1中穿装杠杆5，杠杆5的左端头上设有平衡锤8，杠杆5的右端头下方设有法码盘6，在法码盘6上设有法码7。在台板
4上面的加压框架3内设有带凹槽的有机玻璃的渗透固结容器底座9，渗透固结容器底座9底部中间处用容器定位槽9-1与台板4定位固定。渗透固定容器底座9的凹槽内装有机玻璃制成的固结筒9-7，在固结筒9-7内底部设有一层透水石9-9，透水石9-9与固结筒9-7 连接处用O形密封圈一 9-2密封，透水石9-9上面装有土样9-3，土样9-3上面装有上层透水石9-9，在上层透水石9-9上面有机玻璃的加压活塞9-5，加压活塞9-5与固结筒9_7内筒壁之间用O形密封圈二 9-8密封。在加压活塞9-5中设一个竖向的排气孔9-4和排水孔9-6，排气孔9-4在不作试验时用螺塞堵住，在渗透固结容器底座9的底部设一个折形的连接三通阀孔9-10，连接三通阀孔9-10与注水管13连通，在注水管13的水平端头设有压力传感器14，并与注水管13接通。注水管13垂直连接一个水箱16，水箱16上连接一个入水管11和出水管12，入水管11和出水管12下端插入水容器15中，在加压活塞9-5中的排水孔9-6中连通一个测流管10，测流管10的下端头连接测流量杯10-1。在加压活塞9-1的上面中间处设有压块定位凹槽9-11，压块定位凹槽9-11中定位装有压块17，在压块17上方连接百分表1，百分表I安装在百分表架2上，百分表架2固定在台板4上。化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置的工作过程是
(I)、根据工程需要，切取原状土样9-3或制备给定密度与含水率的扰动土试样。制备方法参照SL237— 002—1999规定进行。(2)、如系冲填土，先将土样9-3调成液限或I. 2 I. 3倍液限的土膏，拌合均匀，在保湿器内静置24h。然后把环刀倒置于小玻璃板上，用调土刀把土膏填入环刀，排除气泡刮平，称量。(3)、按 SL237— 003—1999 及 SL237— 004—1999 的规定，测定土样 9_3 的含水率及密度。对于扰动试样需要饱和时，按SL237— 002—1999规定的方法将试样进行抽气饱和。(4)、按图装好仪器，并检查各管路接头处是否漏水。将调节管与注水管13连通，由仪器底部充水至水位略高于金属孔板，关止水夹。(5)、在固结容器内放置透水石9-9和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入渗透固结容器9，然后在土样9-3上放薄滤纸、透水石9-9和加压活塞9-5，再把螺栓拧进排气孔9-4，置于加压框架3下，对准加压框架3的正中，安百分表I。注如土样9-3为饱和土，上、下透水石9-9应事先浸水饱和；对非饱和状态的土样9-3，透水石9-9的湿度应尽量与土样9-3湿度接近。(6)、土样9-3装好后，连接注水管13和调节管，并由调节管中进水，微开止水夹，使土样9-3逐渐饱和。当水面与土样9-3顶面齐平，关止水夹，饱和时水流不应过急，以免冲动土样9-3。(7)、待土样9-3完全饱和后，继续使水位缓缓上升至排水孔9-6，当有水溢出时，关止水夹。(8)、静置数分钟后，检查各测压管水位是否与排水孔9-6齐平。如不齐平，说明土样9-3中或测压管接头处有集气阻隔，用吸水球进行吸水排气处理。(9)、提高测流管10使其高于排水孔，然后将测流管10与注水管13分开，并将注水管13置于金属圆筒内。开止水夹,使水由上部注入水容器15内。 (10)、降低调节管口，使位于土样9-3上部1/3处，造成水位差，水即渗过土样9-3，经测流管10流出。在渗透过程中应调节供水管夹，使供水管流量略多于溢出水量。排水孔9-6应始终有余水溢出，以保持常水位。(11 )、为保证土样9-3与仪器上下各部件之间接触良好，应在加压活塞9-5上施加IkPa的预压压力，然后调整百分表1，使指针读数为零。测流管10水位稳定后，记录测流管10水位，计算各测流管10间的水位差。(12)、确定需要施加的各级压力。加压等级一般为12. 5、25.0、50.0、100、200、400、800、1600、3200kPa。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力100 200kPa。(13)、开动秒表，同时用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复I次。接取渗透水量时，调节管口不可没入水中。( 14 )、测记进水与出水处的水温，取平均值。(15)、降低调节管管口至土样9-3中部及下部1/3处，以改变水力坡降，按本规程9至16规定重复进行测定
(16)、需测定沉降速率时，加压后按下列时间顺序测记量表读数；0. 10,0. 25,1. 00、2. 25,4. 00,6. 25,9. 00,12. 25,16. 00,20. 25,25. 00,30. 25,36. 00,42. 25,49. 00,64. 00、100.00、
200. OOmin 和 400. OOmin 及 23h 和 24h 至稳定为止。(17)、当不需要测定沉降速率时，稳定标准规定为每级压力下固结24h。测记稳定读数后，再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。注当土样9-3的渗透系数大于10 —5cm / s时，允许以主固结完成作为相对稳定标准；对某些高液限土，24h以后尚有较大的压缩变形时，以土样9-3变形每小时变化不大于O. 005mm认为稳定。
权利要求
1. 一种化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置，包括台板(4)、加压框架(3)、杠杆(5)、法码盘(6)、法码(7)、平衡锤(8)、注水管(13)、百分表架(2)、百分表(I)、压块(17)、水箱(16)，其特征在于在台板(4)的上面左侧设有加压框架(3)，在加压框架(3)下端连接一个杠杆穿装套(3-1)，在台板(4)左端下面固定一个杠杆支撑(4-1)，杠杆支撑(4-1)和杠杆穿装套(3-1)中穿装杠杆(5)，杠杆(5)的左端头上设有平衡锤(8)，杠杆(5)右端头的下方设有法码盘￠)，法码盘(6)上设有法码(7)，在台板(4)上面加压框架(3)内设有带凹槽的渗透固结容器底座(9)，渗透固结容器底座(9)底部中间处设有容器定位槽(9-1)，容器定位槽(9-1)与台板(4)定位安装，渗透固结容器底座(9)的凹槽内装有固结筒(9-7)，固结筒(9-7)内底部设有透水石(9-9)，透水石(9-9)与固结筒(9-7)之间用O形密封圈-(9-2)密封，透水石(9-9)上面装土样(9-3)，土样(9-3)上面设有上层透水石(9_9)，在上层透水石(9-9)上面设加压活塞(9-5)，加压活塞(9-5)与固结筒(9-7)连接处用O形密封圈二(9-8)密封，在加压活塞(9-5)中设一个排气孔(9-4)和排水孔(9-6)，加压活塞(9-5)上方的中心处设一个弧形压块定位凹槽(9-11)，弧形压块定位凹槽(9-11)上面连接压块(17)，在渗透固结容器底座(9)内中心处设折形的连接三通阀孔(9-10)，连接三通阀孔(9-10)与注水管(13)连通，压块(17)上方连接百分表(1)，百分表(I)固定在百分表架(2 )上，加压活塞(9-5 )中的排水孔(9-6 )连接测流管(10 )，注水管(13 )水平方向连接压力传感器(14 )，注水管(13 )垂直连接一个水箱(16 )。
全文摘要
本发明属于岩土工程领域的试验设备，特别涉及一种化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置，在台板(4)的上面左侧设有加压框架(3)，在加压框架(3)下端连接一个杠杆穿装套(3-1)，在台板(4)左端下面固定一个杠杆支撑(4-1)，杠杆支撑(4-1)和杠杆穿装套(3-1)中穿装杠杆(5)，杠杆(5)的左端头上设有平衡锤(8)，杠杆(5)右端头的下方设有法码盘(6)，法码盘(6)上设有法码(7)，在台板(4)上面加压框架(3)内设有带凹槽的渗透固结容器底座(9)，在加压活塞(9-5)中设一个排气孔(9-4)和排水孔(9-6)，加压活塞(9-5)设一个弧形压块定位凹槽(9-11)，弧形压块定位凹槽(9-11)上面连接压块(17)，该装置的结构简单，操作方便，有很好的抗腐蚀性和密封性，操作方便。
文档编号G01N33/24GK102879313SQ20121036107
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者梁冰, 金佳旭, 刘泳蔚, 海龙, 郑训臻 申请人:辽宁工程技术大学