CN109083207A - 一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置 - Google Patents

一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109083207A
CN109083207A CN201811113715.2A CN201811113715A CN109083207A CN 109083207 A CN109083207 A CN 109083207A CN 201811113715 A CN201811113715 A CN 201811113715A CN 109083207 A CN109083207 A CN 109083207A
Authority
CN
China
Prior art keywords
geotechnical
model
drying
humidification
humidity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811113715.2A
Other languages
English (en)
Inventor
尚文涛
徐希忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Binzhou University
Original Assignee
Binzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Binzhou University filed Critical Binzhou University
Priority to CN201811113715.2A priority Critical patent/CN109083207A/zh
Publication of CN109083207A publication Critical patent/CN109083207A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置，包括有模型箱、透明观察窗、加湿烘干盖板、测量系统，在选取试验材料、制作土工模型、调试设备后开始试验：1）将加湿烘干盖板盖设在模型箱上，设定土工离心机的运行G值和运行时间并开启土工离心机；2）循环开启加湿装置、干燥装置，通过湿度传感器实时监测土工模型的内部湿度；3）通过测量系统，监测土工模型在循环干湿过程中的失稳情况。本发明的试验方法和装置，可以用于研究土壤在经过一次或多次循环干湿后，其包括土应力、沉降情况、形状在内的稳定性的改变及其变化规律。

Description

一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置
技术领域
本发明主要涉及土工离心机试验领域，具体涉及一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置。
背景技术
土工离心机用于岩土工程物理模拟试验的一种试验设备。通常有鼓式离心机和臂式离心机两大类。前者多用于与海洋软土相关的土力学研究，模型槽可以较长，能够沿圆周布置；后者用于各类岩土物理模拟试验，模型大小取决于模型箱的尺寸限制。利用土工离心机可以模拟原型土工结构的受力、变形和破坏，验证设计方案，进行材料参数研究、验证数学模型及数值分析计算结果、探索新的岩土工程物理现象，因此在岩土工程领域有较大的应用前景。
目前，对于常年降雨量较大的地区土壤的稳定性及逐年的沉降量研究当中，难以模拟出土壤的加湿/干燥环境，而且暂时还没有涉及到该领域的室内模型试验，尤其是还没有采用土工离心机模型试验来研究干湿循环后土壤稳定性的装置和方法。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选取试验材料：选择试验用土和砂石，按比例混合后置于容器中保存备用；
（2）制作土工模型：将实验材料取出，置于模型箱中，堆砌成一定形状的土工模型，土工模型的不同深度处埋设有土压力盒，土工模型上表面布置有位移传感器，土工模型底部埋设有湿度传感器；
（3）调试设备：将模型箱置于土工离心机的一个吊斗中，土工离心机的另一个吊斗中放置配重；模型箱的透明观察窗外分别设置摄像机，调整摄像机的拍摄角度使其可拍摄到土工模型；
（4）开始试验：1）将加湿烘干盖板盖设在模型箱上，设定土工离心机的运行G值和运行时间并开启土工离心机；2）循环开启加湿装置、干燥装置，通过湿度传感器实时监测土工模型的内部湿度；先开启加湿装置，当监测到的湿度达到预设的土工模型湿度时，停止加湿，同时开启干燥装置，当监测到的湿度达到预设的土工模型湿度值时，停止干燥，同时开启加湿装置，由此不断循环；3）通过测量系统，监测土工模型在循环干湿过程中的失稳情况。
一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于包括有：
模型箱，所述模型箱安装在土工离心机的吊斗中，模型箱为一顶部敞开的箱体结构；
透明观察窗，所述模型箱的侧壁上设有至少一个透明观察窗，用于观察模型箱内土工模型的状态；
加湿烘干盖板，所述加湿烘干盖板的下端面可密封盖设在模型箱的顶部，加湿烘干盖板的下端面上安装有加湿装置、干燥装置，从而将模型箱中的土工模型进行加湿或者干燥；
测量系统，所述测量系统包括有土压力盒、湿度传感器、位移传感器、摄像机，分别用于采集土工模型的实时土应力、土工模型的内部实时湿度、土工模型表面的沉降量、土工模型的实时状态。
所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述加湿烘干盖板的下端面上设有隔热板。
所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述加湿装置包括有蓄水容器，蓄水容器的出水口设有电磁阀一且与加湿盘管连接，所述加湿盘管的尾部密封，加湿盘管的管壁上均匀分布有喷淋孔，每个喷淋孔上分别设有雾化喷头。
所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述干燥装置采用蒸汽干燥装置，蒸汽干燥装置包括有蒸汽盘管，蒸汽盘管的一端连接蒸汽源、另一端连接冷凝管，蒸汽源的出口设有电磁阀二。
所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述加湿盘管、蒸汽盘管交叉布置在隔热板的下端面上。
所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述土压力盒、湿度传感器、位移传感器、摄像机的信号输出端分别与信息处理单元的信号输入端连接，信息处理单元的信号输出端与加湿装置、干燥装置的电磁阀一、电磁阀二控制连接。可通过湿度传感器采集到的湿度信息，实现自动控制加湿装置、干燥装置的启停切换，同时信息处理单元将土压力盒、位移传感器、摄像机采集到的信息进行处理，为沙土加湿干燥后的状态研究作为依据。
本发明的有益效果是：
本发明的试验方法和装置，可以用于研究土壤在经过一次或多次循环干湿后，其包括土应力、沉降情况、形状在内的稳定性的改变及其变化规律。
附图说明
图1为本发明的试验装置的示意图。
图2为加湿盘、蒸汽盘管交叉布置示意图。
图3为加湿装置的结构示意图。
图4为干燥装置的结构示意图。
图5为本发明的原理框图。
具体实施方式
如图1-5所示，一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选取试验材料：选择试验用土和砂石，按比例混合后置于容器中保存备用；
（2）制作土工模型：将实验材料取出，置于模型箱1中，堆砌成一定形状的土工模型2，土工模型2的不同深度处埋设有土压力盒3，土工模型2上表面布置有位移传感器4，土工模型2底部埋设有湿度传感器5；
（3）调试设备：将模型箱1置于土工离心机的一个吊斗中，土工离心机的另一个吊斗中放置配重；模型箱1的透明观察窗6外分别设置摄像机7，调整摄像机7的拍摄角度使其可拍摄到土工模型2；
（4）开始试验：1）将加湿烘干盖板8盖设在模型箱上，设定土工离心机的运行G值和运行时间并开启土工离心机；2）循环开启加湿装置9、干燥装置10，通过湿度传感器5实时监测土工模型2的内部湿度；先开启加湿装置9，当监测到的湿度达到预设的土工模型湿度时，停止加湿，同时开启干燥装置10，当监测到的湿度达到预设的土工模型湿度值时，停止干燥，同时开启加湿装置9，由此不断循环；3）通过测量系统，监测土工模型2在循环干湿过程中的失稳情况。
一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于包括有：
模型箱1，所述模型箱安装在土工离心机的吊斗中，模型箱为一顶部敞开的箱体结构；
透明观察窗6，所述模型箱的侧壁上设有至少一个透明观察窗，用于观察模型箱内土工模型的状态；
加湿烘干盖板8，所述加湿烘干盖板8的下端面可密封盖设在模型箱1的顶部，加湿烘干盖板8的下端面上安装有加湿装置9、干燥装置10，从而将模型箱1中的土工模型进行加湿或者干燥；
测量系统，所述测量系统包括有土压力盒3、湿度传感器5、位移传感器4、摄像机7，分别用于采集土工模型2的实时土应力、土工模型的内部实时湿度、土工模型表面的沉降量、土工模型的实时状态。
加湿烘干盖板8的下端面上设有隔热板11。
加湿装置9包括有蓄水容器9-1，蓄水容器9-1的出水口设有电磁阀一9-2且与加湿盘管9-3连接，所述加湿盘管9-3的尾部密封，加湿盘管9-3的管壁上均匀分布有喷淋孔9-4，每个喷淋孔9-4上分别设有雾化喷头。
干燥装置10采用蒸汽干燥装置，蒸汽干燥装置包括有蒸汽盘管10-1，蒸汽盘管10-1的一端连接蒸汽源10-2、另一端连接冷凝管10-3，蒸汽源10-2的出口设有电磁阀二10-4。
加湿盘管9-3、蒸汽盘管10-1交叉布置在隔热板11的下端面上。
土压力盒3、湿度传感器5、位移传感器4、摄像机7的信号输出端分别与信息处理单元12的信号输入端连接，信息处理单元12的信号输出端与加湿装置、干燥装置的电磁阀一9-2、电磁阀二10-4控制连接。可通过湿度传感器5采集到的湿度信息，实现自动控制加湿装置9、干燥装置10的启停切换，同时信息处理单元12将土压力盒3、位移传感器4、摄像机7采集到的信息进行处理，为沙土加湿干燥后的状态研究作为依据。

Claims (7)

1.一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选取试验材料：选择试验用土和砂石，按比例混合后置于容器中保存备用；
（2）制作土工模型：将实验材料取出，置于模型箱中，堆砌成一定形状的土工模型，土工模型的不同深度处埋设有土压力盒，土工模型上表面布置有位移传感器，土工模型底部埋设有湿度传感器；
（3）调试设备：将模型箱置于土工离心机的一个吊斗中，土工离心机的另一个吊斗中放置配重；模型箱的透明观察窗外分别设置摄像机，调整摄像机的拍摄角度使其可拍摄到土工模型；
（4）开始试验：1）将加湿烘干盖板盖设在模型箱上，设定土工离心机的运行G值和运行时间并开启土工离心机；2）循环开启加湿装置、干燥装置，通过湿度传感器实时监测土工模型的内部湿度；先开启加湿装置，当监测到的湿度达到预设的土工模型湿度时，停止加湿，同时开启干燥装置，当监测到的湿度达到预设的土工模型湿度值时，停止干燥，同时开启加湿装置，由此不断循环；3）通过测量系统，监测土工模型在循环干湿过程中的失稳情况。
2.一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于包括有：
模型箱，所述模型箱安装在土工离心机的吊斗中，模型箱为一顶部敞开的箱体结构；
透明观察窗，所述模型箱的侧壁上设有至少一个透明观察窗，用于观察模型箱内土工模型的状态；
加湿烘干盖板，所述加湿烘干盖板的下端面可密封盖设在模型箱的顶部，加湿烘干盖板的下端面上安装有加湿装置、干燥装置，从而将模型箱中的土工模型进行加湿或者干燥；
测量系统，所述测量系统包括有土压力盒、湿度传感器、位移传感器、摄像机，分别用于采集土工模型的实时土应力、土工模型的内部实时湿度、土工模型表面的沉降量、土工模型的实时状态。
3.根据权利要求2所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述加湿烘干盖板的下端面上设有隔热板。
4.根据权利要求3所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述加湿装置包括有蓄水容器，蓄水容器的出水口设有电磁阀一且与加湿盘管连接，所述加湿盘管的尾部密封，加湿盘管的管壁上均匀分布有喷淋孔，每个喷淋孔上分别设有雾化喷头。
5.根据权利要求4所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述干燥装置采用蒸汽干燥装置，蒸汽干燥装置包括有蒸汽盘管，蒸汽盘管的一端连接蒸汽源、另一端连接冷凝管，蒸汽源的出口设有电磁阀二。
6.根据权利要求5所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述加湿盘管、蒸汽盘管交叉布置在隔热板的下端面上。
7.根据权利要求5所述的一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验装置，其特征在于：所述土压力盒、湿度传感器、位移传感器、摄像机的信号输出端分别与信息处理单元的信号输入端连接，信息处理单元的信号输出端与加湿装置、干燥装置的电磁阀一、电磁阀二控制连接。
CN201811113715.2A 2018-09-25 2018-09-25 一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置 Pending CN109083207A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811113715.2A CN109083207A (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811113715.2A CN109083207A (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109083207A true CN109083207A (zh) 2018-12-25

Family

ID=64842561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811113715.2A Pending CN109083207A (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109083207A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133225A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种离心机模拟旱涝急转工况分析裂缝渗流的试验装置及试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102297834A (zh) * 2011-05-27 2011-12-28 浙江大学 干湿循环气候超重力模拟系统
CN204918339U (zh) * 2015-07-28 2015-12-30 山东菏泽德泰化工有限公司 一种污泥干燥池
CN105242010A (zh) * 2015-09-28 2016-01-13 山东大学 干湿循环作用下胀缩性土质隧道的模型试验装置及方法
CN206460045U (zh) * 2016-12-26 2017-09-01 山西省交通科学研究院 一种模拟干湿和冻融循环作用下的边坡模型试验装置
CN107290505A (zh) * 2017-07-07 2017-10-24 广西大学 可实时监控土体含水率的干湿循环试验装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102297834A (zh) * 2011-05-27 2011-12-28 浙江大学 干湿循环气候超重力模拟系统
CN204918339U (zh) * 2015-07-28 2015-12-30 山东菏泽德泰化工有限公司 一种污泥干燥池
CN105242010A (zh) * 2015-09-28 2016-01-13 山东大学 干湿循环作用下胀缩性土质隧道的模型试验装置及方法
CN206460045U (zh) * 2016-12-26 2017-09-01 山西省交通科学研究院 一种模拟干湿和冻融循环作用下的边坡模型试验装置
CN107290505A (zh) * 2017-07-07 2017-10-24 广西大学 可实时监控土体含水率的干湿循环试验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王小芳: "干湿循环下石灰改良膨胀土路堤高心模型试验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133225A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种离心机模拟旱涝急转工况分析裂缝渗流的试验装置及试验方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107063987B (zh) 一种考虑高原气压影响的混凝土试验箱及其试验方法
CN105004850B (zh) 一种定量模拟土体三轴试样干湿循环的试验装置及方法
CN104034385B (zh) 一种用于非饱和土试验的全自动扩散气泡冲刷测量仪
CN106323858B (zh) 岩土体风化试验系统的试验方法
CN106644892A (zh) 一种可加载的渗透试验装置
CN109083207A (zh) 一种土工离心机模拟干湿循环过程的试验方法及装置
CN110133225A (zh) 一种离心机模拟旱涝急转工况分析裂缝渗流的试验装置及试验方法
CN106290798B (zh) 一种高精度盐胀试验设备
CN108303065A (zh) 一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器及使用方法
CN103823040B (zh) 一种模拟土体受极端气候作用的装置及运用该装置测试的方法
CN107543756A (zh) 一种三轴试验中模拟降雨湿化的试验装置及试验方法
CN104049073B (zh) 一种环境梯度作用下压实黏土防渗结构开裂失效模拟试验系统
CN207703680U (zh) 一种可加载的渗透试验装置
CN109297782A (zh) 一种土样增湿减湿装置
CN110320344A (zh) 一种用于离心模型试验的模拟降雨装置及方法
CN105806676B (zh) 一种精确制备不同含水率岩土试样的装置
CN112033863A (zh) 一种小柱模拟土壤中铀迁移测定装置及方法
CN206096001U (zh) 一种模拟测试装置
CN105910867B (zh) 一种快速制备不同含水率岩土试样的简便装置
CN204679492U (zh) 一种定量模拟土体三轴试样干湿循环的试验装置
CN203011875U (zh) 可控式墙体热湿耦合试验台
CN109083206A (zh) 一种土工离心机模拟冻融循环过程的试验方法及装置
CN205038209U (zh) 一种模拟水库消落带水位升降产生的干湿循环作用对库岸边坡岩体影响的装置
CN208800133U (zh) 一种用于喀斯特地区的除湿防潮实验装置
CN207516123U (zh) 一种可大规模精确制备不同含水率岩样的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181225

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication