一种软土温控振动排水固结试验装置

1.本实用新型涉及软土热固试验装置技术领域，特别是涉及一种软土温控振动排水固结试验装置。


背景技术：

2.固结参数在热固结研究中有着重要的意义，在热固结试验研究过程中，现有常用的试验装置有温控三轴试验仪器和一维温控固结装置。现有试验装置中只有单一的热固结装置和单一的振动排水固结装置，未有能进行将动静荷载和温度荷载耦合的热固结试验装置，未能探明在不同动静荷载与温度荷载耦合作用下，试样在设定试验所需荷载和温度下进行固结过程中的孔压、渗流量和土样压缩量的变化规律。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种软土温控振动排水固结试验装置，以满足将动静荷载、温度与固结三者相结合的实验需求。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种软土温控振动排水固结试验装置，包括固结室、第一温控机构、液压加载机构、控制器以及数据采集机构；
5.所述固结室包括保温容器、试样容器、加压顶盖和加压杆，所述试样容器设于所述保温容器的内部，所述保温容器的底部设有与所述试样容器的内部连通的排水口，所述加压顶盖盖设在所述试样容器的顶部，所述加压杆的底端伸入所述保温容器的内部且所述加压杆与所述加压顶盖连接；
6.所述液压加载机构与所述加压杆连接，所述液压加载机构用于对所述加压杆施加静荷载或振动荷载，所述液压加载机构与所述控制器电连接；
7.所述数据采集机构包括数据采集仪以及用于测量所述加压杆的位移量的测位仪、用于测量所述排水口的排水量的排水量监测仪和用于测量所述排水口的孔压的孔压传感器，所述测位仪、所述排水量监测仪和所述孔压传感器分别与所述数据采集仪电连接，所述数据采集仪与所述控制器电连接，所述测位仪设于所述加压杆的顶部，所述排水量监测仪和所述孔压传感器分别与所述排水口连接；
8.所述第一温控机构用于调控所述保温容器内的液体的温度，所述第一温控机构分别与所述控制器和所述数据采集仪电连接。
9.作为本实用新型的优选方案，所述试样容器包括护环、环刀和导环，所述护环安装在所述保温容器的底部，所述护环套设在所述环刀的底端，所述导环套设在所述环刀的顶端。
10.作为本实用新型的优选方案，所述第一温控机构包括设于所述保温容器内的第一加热棒和第一温度传感器，所述第一加热棒与所述控制器电连接，所述第一温度传感器与所述数据采集仪电连接。
11.作为本实用新型的优选方案，本装置还包括恒温水容器以及用于调节所述恒温水
容器内的液体的温度的第二温控机构，所述排水口与所述排水量监测仪之间的连接管道穿过所述恒温水容器。
12.作为本实用新型的优选方案，所述第二温控机构包括设于所述恒温水容器内的第二加热棒和第二温度传感器，所述第二加热棒与所述控制器电连接，所述第二温度传感器与所述数据采集仪电连接。
13.作为本实用新型的优选方案，所述排水口与所述排水量监测仪之间的连接管道设有电磁阀。
14.示例性的，本装置还包括用于检测试样的温度的第三温度传感器，所述第三温度传感器设于所述试样容器内，所述第三温度传感器与所述数据采集仪电连接。
15.本实用新型实施例一种软土温控振动排水固结试验装置，与现有技术相比，其有益效果在于：将试样(软土)设于试样容器中，然后往保温容器灌入水，使得水浸漫试样容器，通过控制器控制第一温控机构，将保温容器内的水的温度调控至设定值(试验温度)，控制器控制液压加载机构对加压杆施加荷载，从而通过加压顶盖对试验施加荷载，即试样在温度荷载和静荷载或振动荷载的耦合作用下进行固结试验，测位仪能检测加压杆和加压顶盖的位移量，从而可计算得到试样在试验过程中的压缩量，孔压传感器能检测试样在试验过程中的孔压，排水量监测仪能测量试验过程中的渗流量，以便探明在不同动静荷载与温度荷载耦合作用下，试样在设定试验所需荷载和温度下进行固结过程中的孔压、渗流量和土样压缩量的变化规律。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图；
17.图2是本实用新型的固结室的结构示意图；
18.图中，1、固结室；11、保温容器；111、排水口；112、电磁阀；12、试样容器；121、护环；122、环刀；123、导环；124、第三温度传感器；13、加压顶盖；14、加压杆；2、第一温控机构；21、第一加热棒；22、第一温度传感器；3、液压加载机构；4、控制器；5、数据采集仪；51、测位仪；52、排水量监测仪；53、孔压传感器；6、恒温水容器；7、第二温控机构；71、第二加热棒；72、第二温度传感器；8、试样；81、透水石。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
20.在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.如图1－2所示，本实用新型优选实施例的一种软土温控振动排水固结试验装置，包括固结室1、第一温控机构2、液压加载机构3、控制器4以及数据采集机构，固结室1包括保
温容器11、试样容器12、加压顶盖13和加压杆14，试样容器12设于保温容器11的内部，保温容器11的底部设有与试样容器12的内部连通的排水口111，加压顶盖13盖设在试样容器12的顶部，加压杆14的底端伸入保温容器11的内部且加压杆14与加压顶盖13连接，液压加载机构3与加压杆14连接，液压加载机构3用于对加压杆14施加静荷载或振动荷载(如三角波、正弦波和方波等振动荷载)，液压加载机构3与控制器4电连接，例如液压加载机构3包括液压缸和油泵，油泵与液压缸连接，油泵与液压缸之间的连接管路设有控制阀，控制阀和油泵分别与控制器4电连接，控制器4控制油泵的启停以及控制阀的通止，从而控制液压缸对加压杆14施加静荷载或振动荷载，数据采集机构包括数据采集仪5以及用于测量加压杆14的位移量的测位仪51、用于测量排水口111的排水量的排水量监测仪52和用于测量排水口111的孔压的孔压传感器53，测位仪51、排水量监测仪52和孔压传感器53分别与数据采集仪5电连接，测位仪51设于加压杆14的顶部，排水量监测仪52和孔压传感器53分别与排水口111连接，第一温控机构2用于调控保温容器11内的液体的温度，第一温控机构2分别与数据采集仪5和控制器4电连接。
22.本实施例的试验过程为：将试样8(软土)设于试样容器12中，然后往保温容器11灌入水，使得水浸漫试样容器12，通过控制器4控制第一温控机构2，将保温容器11内的水的温度调控至设定值(试验温度)，控制器4控制液压加载机构3对加压杆14施加荷载，从而通过加压顶盖13对试验施加荷载，即试样8在温度荷载和静荷载或振动荷载的耦合作用下进行固结试验，测位仪51能检测加压杆14和加压顶盖13的位移量，从而可计算得到试样8在试验过程中的压缩量，孔压传感器53能检测试样8在试验过程中的孔压，排水量监测仪52能测量试验过程中的渗流量，以便探明在不同动静荷载与温度荷载耦合作用下，试样8在设定试验所需荷载和温度下进行固结过程中的孔压、渗流量和土样压缩量的变化规律。
23.示例性的，如图2所示，试样容器12包括护环121、环刀122和导环123，环刀122是用来取原状土实验用样的一种常用仪器，护环121安装在保温容器11的底部，护环121套设在环刀122的底端，导环123套设在环刀122的顶端，从而实现环刀122的定位固定，护环121和导环123内分别设有匹配的透水石81，即两个透水石81夹持试样8。
24.示例性的，第一温控机构2包括设于保温容器11内的第一加热棒21和第一温度传感器22，第一加热棒21与控制器4电连接，第一温度传感器22与数据采集仪5电连接，第一温度传感器22检测保温容器11内的液体的温度，然后将数据传输至数据采集仪5，数据采集仪5将数据反馈至控制器4，使得控制器4控制第一加热棒21的加热效果，从而使得保温容器11内的液体的温度保持处于设定值，从而实现对保温容器11内的液体的温度的调控。
25.排水口111与排水量监测仪52之间的连接管道处于室温的环境下，而试样8和保温容器11内的液体则处于试验设定的温度下，这就导致从保温容器11排出的液体在通过连接管道流至排水量监测仪52的过程中，液体的温度有一定的梯度变化，会影响到排水量监测仪52的测量精度，因此，示例性的，本装置还包括恒温水容器6以及用于调节恒温水容器6内的液体的温度的第二温控机构7，第二温控机构7分别与数据采集仪5和控制器4电连接，排水口111与排水量监测仪52之间的连接管道穿过恒温水容器6，第二温控机构7调控恒温水容器6内的液体的温度，使得恒温水容器6内的液体的温度与保温容器11内的液体的温度一致，从而使得连接管道内的液体的温度与保温容器11内的液体的温度一致，降低温度不均匀对测量精度的影响。
26.示例性的，第二温控机构7包括设于恒温水容器6内的第二加热棒71和第二温度传感器72，第二加热棒71与控制器4电连接，第二温度传感器72与数据采集仪5电连接。
27.示例性的，排水口111与排水量监测仪52之间的连接管道设有电磁阀112，用于控制连接管道的通止。
28.示例性的，本装置还包括用于检测试样8的温度的第三温度传感器124，第三温度传感器124设于试样容器12内，第三温度传感器124与数据采集仪5电连接，以便清楚得知试样的温度。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。