CN104264719A - 真空预压室内模型试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空预压室内模型试验装置，包括抽真空系统、排水量测量系统、真空度测量系统、孔隙水压力测量系统四部分；所述抽真空系统包括模型箱、排水板、手型接头、排水主管、抽滤瓶、橡皮管、真空泵，抽滤瓶真空表；所述排水量测量系统包括抽滤瓶、电子称；所述真空度系统包括真空管、真空表；所述孔隙水压力测量系统包括真空管、微型孔隙水压力计。本发明结构简单合理，操作方便，能用于开展真空预压法加固软土的模型试验，系统地研究土中真空度传递和孔隙水压力变化的规律。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空预压室内模型试验装置，用于模拟真空预压处理软土地基。
背景技术
随着经济快速发展，沿海城市为缓解用地紧张矛盾，大量土地需通过围海造陆形成。围海造陆所用吹填土一般采用港池和航道的疏浚淤泥，经水力吹填形成陆域场地，含水率高达 80%以上，新近吹填的场地甚至可以达到 200%左右。另外，由于水力分选原因，软弱土地基上部土层颗粒极细，以黏粒和胶粒为主，颗粒间连接很弱，尚未形成具有强度的土骨架结构，土颗粒随水流动性强。软粘土具有高含水量、高压缩性、高触变性、低抗剪强度等诸多不利的工程性质。高压缩性会导致地基有相当大的沉降和沉降差；低渗透性使得沉降的持续时间很长，有可能影响建筑物的正常使用；低强度使得地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求。因此，如何有效、快速、经济地加固此类超软弱地基则成为一个必须解决的技术难题。
真空预压法由瑞典皇家地质学院杰尔曼教授于1952年提出，相比自然晾晒法、堆载预压法等软土地基处理方法，真空预压法在所需时间和处理效果上均有明显的优势。近年来，与真空预压相关的研究工作越来越多，真空预压在实际工程中的应用也不断增加，未来发展前景广阔。在室内通过模型试验对真空预压开展工法和机理的研究是将真空预压推广到实际工程中大面积应用的前提和重要环节。但是，没有便捷的试验装置、密闭性问题难以解决、数据传感器埋设位置不能准确控制、土中真空度和土中孔隙水压力难以系统的测量、真空系统的密闭性在大量传感器线路导出时会进一步降低等以上各种问题降低了进行室内真空预压模型试验的可行性和准确性，使得对真空预压工法和加固机理的研究进展缓慢，阻碍了真空预压在实际工程中的大规模应用。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种真空预压室内模型试验装置，用于模拟真空预压处理软土的模型装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种真空预压室内模型试验装置，包括抽真空系统、排水量测量系统、真空度测量系统、孔隙水压力测量系统四部分；所述抽真空系统包括模型箱、排水板、手型接头、排水主管、抽滤瓶、橡皮管、真空泵，抽滤瓶真空表；所述排水板安装在模型箱的中间，所述排水板的顶端通过手型接头连接排水主管，所述排水主管通过模型箱顶部面板上的开口密封穿出，连接抽滤瓶，所述抽滤瓶通过橡皮管连接真空泵，所述抽滤瓶真空表安装在抽滤瓶的密封的瓶口上；所述排水量测量系统包括抽滤瓶、电子称，所述抽滤瓶放置于电子称上进行称重；所述真空度系统包括真空管、真空表；所述孔隙水压力测量系统包括真空管、微型孔隙水压力计；所述真空表和微型孔隙水压力计通过真空管安装在模型箱上的测量孔上，所述微型孔隙水压力计通过导线连接排水主管。
所述模型箱的宽度与排水板的板宽相同，模型箱两侧面板的中间设有凹槽，排水板顺着凹槽插入模型箱中。
所述测量孔上安装六角螺纹接头，所述六角螺纹接头上安装有六角螺纹帽，所述六角螺纹帽顶端设有土工滤膜，并连接真空管，所述真空管分别连接真空表和微型孔隙水压力计。
模型箱侧面板对称地设有大小相同的共18个测量孔，左侧9个为真空度测量孔，右侧9个为孔隙水压力测量孔；通过改变测量孔的位置和数量满足不同试验对真空度和孔隙水压力的测量要求。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本发明装置可避免试验过程中真空度不足、密闭性难以保证以及排水板在插设过程中发生弯折等问题。测量孔位的设置既简化了传统试验方法中繁琐的真空度、孔压计等数据传感器的埋设步骤，又可全面、精确地对不同深度，离排水板不同距离的土体进行真空度及孔隙水压力等数据的测量，系统地研究真空预压处理软土地基的工法和机理。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为本发明的模型箱主视图。
图3为本发明的模型箱俯视图。
图4为真空度测量系统的结构示意图。
图5为孔隙水压力测量系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步的描述。
如图1~5所示，一种真空预压室内模型试验装置，包括抽真空系统、排水量测量系统、真空度测量系统、孔隙水压力测量系统四部分；所述抽真空系统包括模型箱1、排水板9、手型接头10、排水主管11、抽滤瓶13、橡皮管14、真空泵15，抽滤瓶真空表17；所述排水板9安装在模型箱1的中间，所述排水板9的顶端通过手型接头10连接排水主管11，所述排水主管11通过模型箱顶部面板12上的开口密封穿出，连接抽滤瓶13，所述抽滤瓶13通过橡皮管14连接真空泵15，所述抽滤瓶真空表17安装在抽滤瓶13的密封的瓶口上；所述排水量测量系统包括抽滤瓶13、电子称16，所述抽滤瓶13放置于电子称16上进行称重；所述真空度系统包括真空管6、真空表7；所述孔隙水压力测量系统包括真空管6、微型孔隙水压力计8；所述真空表7和微型孔隙水压力计8通过真空管6安装在模型箱1上的测量孔2上，所述微型孔隙水压力计8通过导线连接排水主管11。
所述模型箱1的宽度与排水板9的板宽相同，模型箱1两侧面板的中间设有凹槽，排水板9顺着凹槽插入模型箱1中。
所述测量孔2上安装六角螺纹接头3，所述六角螺纹接头3上安装有六角螺纹帽4，所述六角螺纹帽4顶端设有土工滤膜5，并连接真空管6，所述真空管6分别连接真空表7和微型孔隙水压力计8。
模型箱1侧面板对称地设有大小相同的共18个测量孔2，左侧9个为真空度测量孔，右侧9个为孔隙水压力测量孔；通过改变测量孔的位置和数量满足不同试验对真空度和孔隙水压力的测量要求。
本发明装置的具体使用过程如下：
在模型箱1的左侧9个测量孔2上安装六角螺纹接头3，将真空表7连接塑料细管6，将塑料细管6的另一端绑扎一层土工滤膜5后通过六角螺纹帽4连至六角螺纹接头3，在模型箱1的右侧9个测量孔2上安装六角螺纹接头3，在右侧测量孔中埋入微型孔隙水压力计8，微型孔隙水压力计8的线材通过六角螺纹帽4，土工滤膜5，塑料细管6引出。在模型箱1中均匀填入土样，将排水板9顺着模型箱1中部的凹槽插入土中，将排水板9通过手型接头10连接至排水主管11，盖上模型箱1顶部面板12，将排水主管11从顶部面板12的中间开口处引出后连接至抽滤瓶13，将抽滤瓶13通过橡皮管14连接至真空泵15，利用玻璃胶对模型箱顶部面板12的开口及四周进行密封处理，开启试验，打开真空泵15，将抽滤瓶13放置于电子称16上以便计量排水量，利用抽滤瓶13上部的抽滤瓶真空表17控制真空泵的工作功率。
Claims (4)
1.一种真空预压室内模型试验装置，其特征在于，包括抽真空系统、排水量测量系统、真空度测量系统、孔隙水压力测量系统四部分；所述抽真空系统包括模型箱（1）、排水板（9）、手型接头（10）、排水主管（11）、抽滤瓶（13）、橡皮管（14）、真空泵（15），抽滤瓶真空表（17）；所述排水板（9）安装在模型箱（1）的中间，所述排水板（9）的顶端通过手型接头（10）连接排水主管（11），所述排水主管（11）通过模型箱顶部面板（12）上的开口密封穿出，连接抽滤瓶（13），所述抽滤瓶（13）通过橡皮管（14）连接真空泵（15），所述抽滤瓶真空表（17）安装在抽滤瓶（13）的密封的瓶口上；所述排水量测量系统包括抽滤瓶（13）、电子称（16），所述抽滤瓶（13）放置于电子称（16）上进行称重；所述真空度系统包括真空管（6）、真空表（7）；所述孔隙水压力测量系统包括真空管（6）、微型孔隙水压力计（8）；所述真空表（7）和微型孔隙水压力计（8）通过真空管（6）安装在模型箱（1）上的测量孔（2）上，所述微型孔隙水压力计（8）通过导线连接排水主管（11）。
2.根据权利要求1所述的真空预压室内模型试验装置，其特征在于，所述模型箱（1）的宽度与排水板（9）的板宽相同，模型箱（1）两侧面板的中间设有凹槽，排水板（9）顺着凹槽插入模型箱（1）中。
3.根据权利要求1所述的真空预压室内模型试验装置，其特征在于，所述测量孔（2）上安装六角螺纹接头（3），所述六角螺纹接头（3）上安装有六角螺纹帽（4），所述六角螺纹帽（4）顶端设有土工滤膜（5），并连接真空管（6），所述真空管（6）分别连接真空表（7）和微型孔隙水压力计（8）。
4.根据权利要求1所述的真空预压室内模型试验装置，其特征在于，模型箱（1）侧面板对称地设有大小相同的共18个测量孔（2），左侧9个为真空度测量孔，右侧9个为孔隙水压力测量孔；通过改变测量孔的位置和数量满足不同试验对真空度和孔隙水压力的测量要求。
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