多功能真空预压固结实验装置以及密闭式真空预压实验的方法_2

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为止。
[0008]本发明还提供了采用上述多功能真空预压固结实验装置进行密闭式真空预压实验的第四种方法,包括以下步骤: 1)打开顶板,将下端排水带固定架放于下套筒卡销下部,并且让排水带固定架的卡槽对准卡销,防止排水带固定架沿卡销转动,将塑料排水带下端固定在下端排水带固定架上,同样的方法将上端排水带固定架放置在上套筒卡销上端,将排水带上端固定在上端排水带固定架上,留出多余的排水带长度,将单手板接头与排水带顶端相连,装入土样,直至真空预压固结腔室的9/10,保证单手板接头全部埋入土中;
2)铺好高强预压膜,在仪器内部留出足够的冗余长度,将高强预压膜上的气压测量接口通过管路与顶板的气压测量孔相连,气压测量孔连接真空表。高强预压膜的排水孔通过管路与真空抽气孔相连,真空抽气孔通过管路与三通接口相连,三通接口的一个分支管路通过阀门与锥形瓶相连,锥形瓶瓶塞上一孔与真空表相连,另一孔与真空泵相连,三通接口另一个分支管路通过阀门与增压泵相连;
3)将位移测量装置穿过顶板上开设的沉降位移测量孔,位移测量装置上小的圆形钢板与高强预压膜上表面接触,将水平伸臂构件旋转至与竖向位移刻度尺接触的位置;
4)将顶板与底座通过轴向夹紧构件进行夹紧固定;
5)顶板上增压空通过阀门与稳压器相连,稳压器通过阀门与微型计算机相连,稳压器进口与增压泵相连;
6)用密封螺栓堵住大气通气孔,保持大气通气孔密封,关闭三通接口与增压泵相连的分支管路阀门,同时关闭三通接口与锥形瓶相连的分支管路阀门,打开增压孔阀门,开启增压泵,通过气压控制器向试样施加规定数值的气压,进行模拟堆载预压的试验研究。
[0009]本发明提供的多功能真空预压固结实验装置以及密闭式真空预压实验的方法与现有技术相比,具有如下显而易见的优点。
[0010]1.简化装卸过程。现有真空预压试验设备多为大型塑料桶,或者大型立方体玻璃箱,其缺点是不够规范,试验完成后土样取出困难。而本发明克服了这个缺点。本发明刚性透明套筒分为上套筒、中上套筒、中下套筒、下套筒4段,试验结束时将轴向夹紧构件松开,可以方便将每层套筒分别取出并将土卸出,因此极大方便了实验操作。
[0011]2.可视性。现有的大型塑料桶做真空预压实验,套筒不透明,而本发明采用刚性透明套筒,可以再试验过程中实时观察孔隙变化、土样变形、水流渗透情况。
[0012]3.多功能性。本发明真空预压与增压(气压)联合固结实验仪,可以用于排水板不变形情况下的真空预压试验研究,以及通过不同增压管的增压式真空预压试验研究,也可以通过增压模拟堆载预压的研究。
[0013]4.规范性。传统的真空预压试验研究,用大型塑料桶,孔压计的放置深度不精确,塑料排水带没有固定容易变形,本发明真空预压与增压(气压)联合固结实验仪是专门用来做真空预压与模拟堆载预压试验的仪器,试验装置在套筒的侧壁上开了四个孔压计测量孔,孔压计的放置深度事先确定好,同一深度放置两个,分上下两层来测不同深度处的孔压。塑料排水带被固定在仪器的正中位置,装样过程中排水带位置保持固定,不会产生变形。本设备的所有密封位置,均设置有专门的密封构造,如顶板与上套筒上边缘之间通过顶板密封橡皮圈进行密封,底板与下套筒下边缘之间通过底板密封橡皮圈进行密封。各个套筒的之间的卡合也由相应的凹凸构造以及密封橡皮圈进行密封,进出仪器的线孔等密封均采用螺旋帽式密封,避免了传统的淤泥密封,与玻璃胶密封等繁杂过程。
[0014]5.增压可控。本发明增压系统,通过增压泵产生压缩空气,压缩空气经过气压控制器,由气压任意控制气压大小。
【附图说明】
[0015]图1是本发明多功能真空预压固结实验装置的整体结构示意图。
[0016]图2是图1中的真空预压固结腔室的结构剖视示意图。
[0017]图3是本发明多功能真空预压固结实验装置顶板结构示意图。
[0018]图4是图3的背面结构示意图。
[0019]图5是图1中的刚性透明套筒的分体结构示意图。
[0020]图6是本发明多功能真空预压固结实验装置底座结构示意图。
[0021]图7是图6的背面结构示意图。
[0022]图8是本发明多功能真空预压固结实验装置排水带固定装置结构示意。
[0023]图9是孔压测试系统的结构示意图。
[0024]图10是位移测量装置的结构示意图。
[0025]图11是高强预压膜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]本发明多功能真空预压固结实验装置的【具体实施方式】可以有四种,一为模拟密闭式真空预压试验研究的具体实施;二为模拟增压式真空预压试验研究的具体实施;三为模拟正负压循环式真空预压试验研究的具体实施;四为模拟堆载预压试验研究的实施。
[0027]本发明的优选的实施实例结合附图详述如下:
实施例一参见图1、图2,本发明提供的多功能真空预压固结实验装置,包括一个真空预压固结腔室,真空预压固结腔室由顶板1、底座25、刚性透明套筒构成。刚性透明套筒包括上套筒
20、中上套筒21、中下套筒22、下套筒23,上套筒20的上表面嵌入顶板I上设置的顶板套筒槽2中,下套筒23大的下表面嵌入底座25上设置的底座套筒槽26中,上套筒20、中上套筒
21、中下套筒22与下套筒23之间由靠上的套筒下表面的套筒连接凸起17与靠下的套筒上表面套筒连接凹槽16相互卡合连接;顶板I与底座25通过轴向夹紧构件固定,顶板的下表面与上套筒20的上表面之间通过轴向夹紧构件提供的压力密封高强预压膜14,所述顶板I边缘设置有螺栓通孔,所述轴向夹紧构件包括多根螺栓杆件15,螺栓杆件15穿过顶板上的螺栓通孔与底座上的半封闭螺栓孔27连接并促使顶板I和底座25夹紧刚性透明套;下套筒23和上套筒20上设置有卡销36,用于固定排水带固定装置,一个排水带固定装置设置在上套筒20上的卡销36上端,另一个放置在下套筒23上的卡销36下端,塑料排水带38由两个排水带固定装置固定,塑料排水带38上端部与排水带端帽37相连顶板上增压孔3(该增加孔用于增加气压),通过阀门与气压控制器43相连,气压控制器43与增压泵41相连,并由微型计算机控制。顶板上的真空抽气孔7通过阀门与三通接口相连,三通接口一个分支管路通过阀门与真空泵40相连,另一个分支管路通过阀门与增压泵41相连。
[0028]参见图3、图4,本发明提供的多功能真空预压固结实验装置的顶板I上表面设置有五个孔,包括真空抽气孔7、大气通气孔5、气压测量孔4、增压孔3、沉降位移测量孔8,大气通气孔5可用密封螺栓6密封,顶板的边缘设置有四个直径相同的顶板螺栓通孔,顶板I的上表面还设置有长条立方体形竖向位移刻度尺9,精确度为1mm,与顶板I固定焊接,顶板I的下表面设置有顶板套筒槽2,顶板I套筒槽2的中心位置设置有顶板I密封橡皮圈槽12,内放置顶板密封橡皮圈13 ;顶板I直径740_,顶板I厚度30_,顶板I套筒槽内径600,外径640,与套筒的内径与外径相同,顶板I密封橡皮圈13槽12内径614mm,外径626mm,顶板I密封橡皮圈13中心线直径620mm,密封橡皮圈圈体直径6mm,顶板I密封橡皮圈13圈体直径6mm,顶板螺栓通孔11直径15mm,真空抽气孔7直径12mm,大气通气孔5直径12mm,气压测量孔4直径12mm,增压孔3直径12mm,沉降位移测量孔8直径12mm,竖向位移刻度尺9高度300mm,宽度1mm,厚度3mm。
[0029]参见图5本发明提供的多功能真空预压固结实验装置的刚性透明套筒分为上下四段,由上套筒20、中上套筒21、中下套筒22、下套筒23组成。各个套筒之间通过上下套筒23之间的套筒连接凹槽16与套筒连接凸起17相连,上套筒20上表面平滑,下表面设有套筒连接凸起17 ;中上套筒21上表面设有套筒连接凹槽16,该套筒连接凹槽16的中心位置设置有套筒密封橡皮圈槽18,槽内放置套筒密封橡皮圈19,下表面设有套筒连接凸起17 ;中下套筒22上表面设有套筒连接凹槽16,该套筒连接凹槽16的中心位置设置有套筒密封橡皮圈槽18,槽内放置套筒密封橡皮圈19,下表面设有套筒连接凸起17 ;下套筒23上表面设有套筒连接凹槽16,凹槽的中心位置设置有套筒密封橡皮圈槽18,槽内放置套筒密封橡皮圈19,下表面平滑。中下套筒22与中上套筒21上沿圆周对称位置各设置有两个孔压测量孔24,上套筒20高度200mm,内径600mm,外径640mm,套筒厚度20mm,下端套筒连接凸起17宽度15臟,内凸起宽度5mm,凸起高度15mm,夕卜凸起宽度10mm,凸起高度1mm冲上套筒2120高度200mm,内径600mm,外径640mm,套筒厚度20mm,上端套筒连接凹槽16总宽度15mm,其中中间部位凹槽宽度10mm,深度10mm,靠近内径处凹槽宽度5mm,深度10mm,套筒密封橡皮圈19槽18内径615mm,外径625mm,槽体直径5mm,下端套筒连接凸起17宽度15臟,内凸起宽度5mm,凸起高度15mm,夕卜凸起宽度10mm,凸起高度1mm ;中下套筒22高度300mm,内径600mm,外径640mm,套筒厚度20mm,上端套筒连接凹槽16总宽度15mm,其中中间部位凹槽宽度10mm,深度10mm,靠近内径处凹槽宽度5mm,深度10mm,套筒密封橡皮圈19槽18内径615mm,外径625m
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