CN107655758A - 一种模拟涨潮落潮的固结试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟涨潮落潮的固结试验方法，所采用的试验设备包括数据测量系统、加载系统和循环水系统三个系统，加载系统包括：位移计支架、砝码盘、加压上盖、上透水石、下透水石、导环、用于取土样的环刀和水槽；数据采集系统包括：位移计支架、位移计、位移计对准柱和电脑；试验步骤如下：根据工程需要，采用环刀切取原状土试样或制备成符合规范要求的扰动试样；布置试验设备；依据土工试验规程在砝码盘中按照加载要求放入砝码；荷载施加的初始阶段，在进水刻度筒中填满水，并通过进水控制阀调整进水速度，模拟涨潮的时间；一定时间后，通过出水控制阀来调节出水速率，模拟落潮时间。

Description

一种模拟涨潮落潮的固结试验方法

技术领域

本发明涉及一种模拟涨潮落潮的固结试验方法，用于获取沿海滩涂软土地基在潮汐荷载作用下的固结试验参数，指导工程实践。

背景技术

在发展沿海和海洋经济的背景下，滩涂是沿海地区重要的土地后备资源，为沿海地区的发展提供广阔的土地资源和空间。我国沿海城市地区大型基础设施建设在深厚滩涂软土地基中陆续兴建。

研究表明，滩涂软土一般属于厚层的海积软土，涨潮淹没，落潮露出，最高潮水位高达6m。滩涂软土具有“三高两低”的工程特性，含水率高，黏土含量高，压缩性高，渗透性低，强度低。处于液态至流塑状态，尚不具备承载能力。并且在施工过程中，深厚滩涂软土地基常常由于建设工期紧迫来不及自然排水固结，对后续的沉降控制和施工造成了极大的困难。

沉降是沿海深厚滩涂软土地基控制的关键一环，同时，沉降也是岩土工程地质灾害和工程事故发生的直接原因，在工程实践中探究地基沉降变形规律常常借助于室内固结试验，固结仪是岩土工程勘察土工试验重要的试验仪器。

固结仪可以用来进行土工压缩试验，评价土体的固结和蠕变变形特性。可以通过压缩曲线，计算土体的压缩指数、回弹模量、固结系数等。目前采用的固结仪主要有两种：单杠杆固结仪和全自动气压固结仪。单杠杆固结仪上世纪70年代发明创造的，利用杠杆原理，通过砝码人工加荷；全自动气压固结仪是本世纪初期发明创造的，根据气压传动的原理加荷，具有方便快捷等优点。

但是目前两种固结仪存在以下几个方面的问题：

(1)仪器笨重，占地面积较大；

(2)无法考虑潮涨潮落环境改变对土的固结特性的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，结合现场施工具体要求，提供一种模拟涨潮落潮的固结试验方法，具有考虑因素全面、可控性强等优点，解决目前固结仪使用的局限性。本发明的技术方案如下：

一种模拟涨潮落潮的固结试验方法，所采用的试验设备包括数据测量系统、加载系统和循环水系统三个系统，其中

加载系统包括：位移计支架5、砝码盘6、加压上盖8、上透水石11、下透水石13、导环14、用于取土样的环刀15和水槽9，导环14置于水槽9内，在导环14内自下而上放置有贴有滤纸下透水石13和取了土样的环刀15，在土样上依次放置有贴有滤纸的上透水石11和加压上盖8和用于盛放砝码施加荷载的砝码盘6；

循环水系统包括：进水刻度筒1、进水控制阀4、水槽9、出水控制阀10、出水刻度筒16和抽水泵，进水刻度筒1通过进水控制阀4向水槽注水，水槽的水通过出水控制阀10流到位于水槽下方的出水刻度筒16，利用抽水泵将出水刻度筒16内的水输送到进水刻度筒1中，实现水的循环；

数据采集系统主要包括：位移计支架5、位移计2、位移计对准柱7和电脑，位移计对准柱7置于砝码盘6上，位移计2与位移计支架5固定相连，并对准位移计对准柱7；位移计2采集的位移信号被送入电脑；

试验步骤如下：

(1)根据工程需要，采用环刀切取原状土试样或制备成符合规范要求的扰动试样。

(2)布置试验设备，将位移计与位移计对准柱对准。

(3)依据土工试验规程在砝码盘中按照加载要求放入砝码。

(4)荷载施加的初始阶段，在进水刻度筒中填满水，并通过进水控制阀调整进水速度，模拟涨潮的时间。

(5)一定时间后，通过出水控制阀来调节出水速率，模拟落潮时间。

本发明为施工和科研院研究深厚滩涂软土地基的压缩固结特性提供了新的思路，存在以下几个方面的优点：

(1)试验仪器轻小，占地面积少，加载方便可靠；

(2)可以模拟潮汐作用下深厚滩涂软土地基的压缩特性，可以综合考虑滩涂软土的压缩系数、结构性等。

附图说明

图1是本发明的模拟涨潮落潮的固结试验仪。

图中标号说明：1进水刻度筒；2位移计；3塑料管；4进水控制阀；5位移计支架；6砝码盘；7位移计对准柱；8加压上盖；9水槽；10出水控制阀；11上透水石；12土样；13下透水石；14导环；15环刀；16出水刻度筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行说明。

参见图1，本发明提供的模拟涨潮落潮的固结试验仪，具体涨潮落潮的固结试验仪主要包括数据测量系统、加载系统和循环水系统三个系统。其中数据采集系统主要包括：位移计支架5、位移计2、位移计对准柱7、电线、数据采集盒和电脑。在试验过程中，位移计2与位移计支架5相连，并对准位移计对准柱7；电线分别将位移计2与数据采集盒，并将采集的电信号经电脑处理输出，形成数据采集系统。

加载系统主要包括：位移计支架5、砝码盘6、位移计对准柱7、加压上盖8、上透水石11、土样12、下透水石13、导环14、环刀15和水槽9。试验加载过程中，在水槽9中依次放入导环14、下透水石13(贴有滤纸)、将带有环刀15的土样12装入导环14中，在土样12上依次放上滤纸、上透水石11和加压上盖8，其中加压上盖8焊接砝码盘6，用于盛放砝码施加荷载。

循环水系统主要包括：进水刻度筒1、塑料管3、进水控制阀4、水槽9、出水控制阀10、出水刻度筒16。试验过程中，盛满水的进水刻度筒1通过进水控制阀4来调节塑料管3中的水流入水槽9的速率，并通过出水阀10调节出水的速率，使塑料管3中的水流入出水刻度筒16内；并利用抽水泵将出水刻度筒16内的水输送到进水刻度筒1中，实现水的循环。

试验步骤：

(1)根据工程需要，采用环刀切取原状土试样或制备成符合规范要求的扰动试样。

(2)在水槽9中依次放入导环14、下透水石13(贴有滤纸)、将带有环刀15的土样12装入导环14中，在土样12上依次放上滤纸、上透水石11和加压上盖8。安装位移计支架5和位移计2，将位移计2与位移计对准柱7对准。

(3)依据土工试验规程SL237-1999在砝码盘6中按照加载要求放入砝码。

(4)荷载施加过程中，应在进水刻度筒1中填满水，并通过进水控制阀4调整进水速度，模拟涨潮的时间。

(5)一定时间后，通过出水控制阀10来调节出水速率，模拟落潮时间。(注意：注水系统独立于加载系统)

(6)试验结束，吸出水槽9中的水，拆除仪器部件，取出带环刀土样12。

Claims (1)

1.一种模拟涨潮落潮的固结试验方法，所采用的试验设备包括数据测量系统、加载系统和循环水系统三个系统，其中

加载系统包括：位移计支架(5)、砝码盘(6)、加压上盖(8)、上透水石(11)、下透水石(13)、导环(14)、用于取土样的环刀(15)和水槽(9)，导环(14)置于水槽(9)内，在导环(14)内自下而上放置有贴有滤纸下透水石(13)和取了土样的环刀(15)，在土样上依次放置有贴有滤纸的上透水石(11)和加压上盖(8)和用于盛放砝码施加荷载的砝码盘(6)；

循环水系统包括：进水刻度筒(1)、进水控制阀(4)、水槽(9)、出水控制阀(10)、出水刻度筒(16)和抽水泵，进水刻度筒(1)通过进水控制阀(4)向水槽注水，水槽的水通过出水控制阀(10)流到位于水槽下方的出水刻度筒(16)，利用抽水泵将出水刻度筒(16)内的水输送到进水刻度筒(1)中，实现水的循环。

数据采集系统包括：位移计支架(5)、位移计(2)、位移计对准柱(7)和电脑，位移计对准柱(7)置于砝码盘(6)上，位移计(2)与位移计支架(5)固定相连，并对准位移计对准柱(7)；位移计(2)采集的位移信号被送入电脑；

试验步骤如下：

(1)根据工程需要，采用环刀切取原状土试样或制备成符合规范要求的扰动试样。

(2)布置试验设备，将位移计与位移计对准柱对准。

(3)依据土工试验规程在砝码盘中按照加载要求放入砝码。

(4)荷载施加的初始阶段，在进水刻度筒中填满水，并通过进水控制阀调整进水速度，模拟涨潮的时间。

(5)一定时间后，通过出水控制阀来调节出水速率，模拟落潮时间。