CN109270109A - 软黏土热固结实验模型装置 - Google Patents

软黏土热固结实验模型装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109270109A
CN109270109A CN201810935522.9A CN201810935522A CN109270109A CN 109270109 A CN109270109 A CN 109270109A CN 201810935522 A CN201810935522 A CN 201810935522A CN 109270109 A CN109270109 A CN 109270109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drum
top cover
interior
piston
interior drum
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.)
Granted
Application number
CN201810935522.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109270109B (zh
Inventor
王军
孙文涛
蔡袁强
倪俊峰
高紫阳
史文杰
符洪涛
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.)
Wenzhou University
Original Assignee
Wenzhou 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 Wenzhou University filed Critical Wenzhou University
Priority to CN201810935522.9A priority Critical patent/CN109270109B/zh
Publication of CN109270109A publication Critical patent/CN109270109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109270109B publication Critical patent/CN109270109B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开的软黏土热固结实验模型装置包括底座、顶盖、内圆桶和外圆桶，内圆桶套接在外圆桶内，内圆桶和外圆桶的上端设置顶盖、下端设置底座，底座和顶盖采用至少三根锚杆环绕所述外圆桶进行螺栓连接，内圆桶中设置有排水板，内圆桶外壁上缠绕有导电线，排水板中设置有铁棒，内圆桶内部上端设置有活塞，活塞的中央带有与排水板匹配的套槽，套槽顶端带有导线通孔，套槽套在排水板上并可做上下运动以压缩内圆桶中的土样，铁棒和导电线分别连接电源正负极，活塞的与内圆桶之间包围形成气压腔，底盖上开设有注气小孔，增压泵通过管道与注气小孔连接，并对气压腔充气以模拟堆载压力。该装置能够解决真空预压下漏气、真空度降低、热固结过程中沙井周围土体受热不均匀的问题。

Description

软黏土热固结实验模型装置
技术领域
本发明涉及一种在真空预压下进行实验的软黏土热固结实验模型装置，属于岩土工程软黏土加固措施技术领域，适用于真空预压加固软土，同时适用于热固结加固软弱土小型模型实验，也适用于两者结合共同加固软黏土。
背景技术
目前，真空预压技术是通过真空装置及密封系统形成负压，然后借助竖向排水体，如砂井、塑料排水板、塑料软管等（统称竖井）将负压传递到地基深层，形成竖井、土体与外界之间的压力差，促使土中的孔隙流体向竖井汇集并被抽出，土中孔隙压力不断减小并逐渐转化为土骨架上的有效应力，从而实现对地基土进行加固。而热固结就是在土中附加一种加热设施，使得土体在温度场作用下进行加固。将真空预压和热固结联合在一起处理软黏土，是近年来另一项加固软黏土，但是在实践方面仍有不足的地方，尤其是理论方面。
在岩土工程领域里，软弱土加固一直是一个很棘手的问题，为此，国内外各个学者和专家不断尝试新的工艺方法。真空预压联合堆载、真空预压联合电渗、真空预压联合化学试剂、真空预压联合增压等等技术，这些方法在处理软弱土方面都有了一定的效果。为了完善软弱土加固的理论，许多的研究学者不断地进行模型实验来模拟工程现场，从而形成了一系列的室内模型实验。基于设备问题，许多的模型实验不能更好的模拟，得到的数据并没有什么规律性可言，此外，还会造成漏气，真空度在后期逐渐减小、模型内的饱和土均匀沉降、土体能够在温度场作用下受热均匀等问题。
此外，对于饱和土加热问题，国内外学者做了许多的尝试和改进，但是仍然存在许多的问题，追根溯源，还是砂井周围的土体受热不均匀，无法进行数据的采集；能源的浪费等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种软黏土热固结实验模型装置，该装置能够解决真空预压下漏气、真空度降低、热固结过程中沙井周围土体受热不均匀的问题。
为此，本发明提供的软黏土热固结实验模型装置的技术方案是：软黏土热固结实验模型装置，包括底座、顶盖、内圆桶和外圆桶，内圆桶套接在外圆桶内，内圆桶和外圆桶的上端设置顶盖、下端设置底座，底座和顶盖采用至少三根锚杆环绕所述外圆桶进行螺栓连接，所述内圆桶中设置有排水板，排水板可以采用圆形状，所述内圆桶外壁上缠绕有导电线，所述排水板中设置有铁棒，内圆桶内部上端设置有活塞，活塞的中央带有与排水板匹配的套槽，套槽顶端带有导线通孔，套槽套在排水板上并可做上下运动以压缩内圆桶中的土样，所述铁棒和导电线分别连接电源正负极，连接铁棒的导电线穿过导线通孔连接电源，所述活塞的与内圆桶之间包围形成气压腔，底盖上开设有注气小孔，增压泵通过管道与注气小孔连接，并对气压腔充气以模拟堆载压力。
本发明提供的软黏土热固结实验模型装置能够有效解决土体真空预压过程中漏气问题和土体受热不均匀的问题，使得热固结这项技术能够更好往前发展。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是本发明提供的软黏土热固结实验模型装置的结构剖视示意图；
图2是图1中的侧视图；
图3是图1的T形活塞的立体示意图；
图4是图3的俯视示意图；
图5是图4的侧视示意图；
图6是图1中的正八边形底座的俯视示意图；
图7是图6中的底座的剖视示意图；
图8是图1中的顶盖的俯视示意图；
图9是图8的剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，其中描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1-图2所示，本发明提供的软黏土热固结实验模型装置，包括底座1、顶盖2、内圆桶3和外圆桶4，内圆桶3套接在外圆桶4内，内圆桶3和外圆桶4的上端设置顶盖2、下端设置底座1，底座1和顶盖2采用至少三根锚杆5环绕所述外圆桶4进行螺栓连接，所述内圆桶3中设置有排水板6，排水板6可以采用圆形状，所述内圆桶3外壁上缠绕有导电线7，所述排水板6中设置有铁棒8，内圆桶3内部上端设置有活塞9，活塞9的中央带有与排水板6匹配的套槽，套槽顶端带有导线通孔10，套槽套在排水板6上并可做上下运动以压缩内圆桶3中的土样，所述铁棒8和导电线分别连接电源正负极，连接铁棒8的导电线穿过导线通孔10连接电源，所述活塞9的与内圆桶3之间包围形成气压腔18，底盖上开设有注气小孔19，增压泵23通过管道与注气小孔19连接，并对气压腔18充气以模拟堆载压力。
参照图1-图9所示，在上述实施例中，所述底座1为正八边形底座，所述顶盖2为正八边形顶盖，所述软黏土热固结实验模型装置还包括PVC支架12、O形橡胶圈13、PVC密封膜14、铜线圈15、铁棒8，所述内圆桶3和外圆桶4相互套接且置于在底座1上形成桶套桶的结构，内圆桶3和外圆桶4与底座连接部位涂抹玻璃胶用以密封；缠好之后的铜线圈15套在内圆桶3上，两根正负极引线与温度控制器22连接，通电后在铜线圈15内就会产生涡流效应，铁棒8产生热量，均匀地传递给周围土体；所述活塞9放置在填充有软黏土的内圆桶3中，一方面使得土体能够尽可能地均匀沉降，另一方面保证内圆桶3的密封性；所述O形橡胶圈13固定在活塞9上，另外两个O形橡胶圈13分别嵌在顶盖2圆孔内和顶盖2上方固定架内；所述PVC密封膜14一边固定在内圆桶3的内壁上、另一边固定在活塞9上，使内圆桶3中的密封性得到保证，同时预留富余的PVC密封膜14，防止土体在压缩沉降过程中PVC密封膜14被撕破；所述正八边形顶盖2置于内圆桶3上，并使活塞8穿过顶盖2；所述锚杆5下端卡住底座1的卡槽内，锚杆5的上端穿过顶盖2并用螺母拧紧，以此用来固定整个模型桶；所述PVC支架12设置并固定于正八边形顶盖2上，活塞9向上穿过顶盖2的中心圆孔，PVC支架12可将活塞9定位，避免其晃动。
参照图1所示，在上述实施例中，所述正八边形底座1上环绕外圆桶4留有孔洞Ⅰ17，底座1上带有第一环形槽20和第二环形槽21，所述内圆桶3卡入第一环形槽20内，所述外圆桶卡入第二环形槽21内；所述锚杆穿过顶盖2上环绕外圆桶4的孔洞Ⅰ16和底座1上的孔洞Ⅱ17，所述管线穿过T形的活塞9上的导线通孔10与铁棒导接，抽排管道同样通过导线通孔与排水板6连接。
下面通过具体附图详细描述本发明提供的所述软黏土热固结实验模型装置的试验方法：
步骤一：将软黏土注入内圆桶3中，再将带有铁棒8的排水板6插入软黏土内，PVC密封膜14一边固定在内圆桶3的内壁上、另一边固定在活塞9上，使内圆桶3中的密封性得到保证，同时预留富余的PVC密封膜14，防止土体在压缩沉降过程中PVC密封膜14被撕破；
步骤二：将铁棒8与温度控制器22连接，将增压泵23通过管道与注气小孔19连接，启动温度控制器22使铁棒8将周围软黏土加热到预定温度，开启增压泵23模拟堆载施压；
步骤三：通过测试不同温度环境下的压缩率获得各组试验数据，通过分析寻找温度对软黏土土体沉降的影响。

Claims (4)

1.一种软黏土热固结实验模型装置，其特征是：包括底座、顶盖、内圆桶和外圆桶，内圆桶套接在外圆桶内，内圆桶和外圆桶的上端设置顶盖、下端设置底座，底座和顶盖采用至少三根锚杆环绕所述外圆桶进行螺栓连接，所述内圆桶中设置有排水板，排水板可以采用圆形状，所述内圆桶外壁上缠绕有导电线，所述排水板中设置有铁棒，内圆桶内部上端设置有活塞，活塞的中央带有与排水板匹配的套槽，套槽顶端带有导线通孔，套槽套在排水板上并可做上下运动以压缩内圆桶中的土样，所述铁棒和导电线分别连接电源正负极，连接铁棒的导电线穿过导线通孔连接电源，所述活塞的与内圆桶之间包围形成气压腔，底盖上开设有注气小孔，增压泵通过管道与注气小孔连接，并对气压腔充气以模拟堆载压力。
2.根据权利要求1所述的软黏土热固结实验模型装置，其特征是：所述底座为正八边形底座，所述顶盖为正八边形顶盖，所述软黏土热固结实验模型装置还包括PVC支架、O形橡胶圈、PVC密封膜、铜线圈、铁棒，所述内圆桶和外圆桶相互套接且置于在底座上形成桶套桶的结构，内圆桶和外圆桶与底座连接部位涂抹玻璃胶用以密封；缠好之后的铜线圈套在内圆桶上，两根正负极引线与温度控制器连接，通电后在铜线圈内就会产生涡流效应，铁棒产生热量，均匀地传递给周围土体；所述活塞放置在填充有软黏土的内圆桶中，，一方面使得土体能够尽可能地均匀沉降，另一方面保证内圆桶的密封性；所述O形橡胶圈固定在活塞上，另外两个O形橡胶圈分别嵌在顶盖圆孔内和顶盖上方固定架内；所述PVC密封膜一边固定在内圆桶的内壁上、另一边固定在活塞上，使内圆桶中的密封性得到保证，同时预留富余的PVC密封膜，防止土体在压缩沉降过程中PVC密封膜被撕破；所述正八边形顶盖置于内圆桶上，并使活塞穿过顶盖；所述锚杆下端卡住底的卡槽内，锚杆的上端穿过顶盖并用螺母拧紧，以此用来固定整个模型桶；所述PVC支架设置并固定于正八边形顶盖上，活塞向上穿过顶盖的中心圆孔，PVC支架可将活塞定位，避免其晃动。
3.根据权利要求1或2所述的软黏土热固结实验模型装置，其特征是：所述正八边形底座上环绕外圆桶4留有孔洞Ⅰ，底座上带有第一环形槽和第二环形槽，所述内圆桶卡入第一环形槽内，所述外圆桶卡入第二环形槽内；所述锚杆穿过顶盖上环绕外圆桶的孔洞Ⅰ和底座上的孔洞Ⅱ，所述管线穿过T形的活塞上的导线通孔与铁棒导接，抽排管道同样通过导线通孔与排水板连接。
4.一种权利要求2所述软黏土热固结实验模型装置的试验方法，步骤一：将软黏土注入内圆桶3中，再将带有铁棒8的排水板6插入软黏土内，PVC密封膜14一边固定在内圆桶3的内壁上、另一边固定在活塞9上，使内圆桶3中的密封性得到保证，同时预留富余的PVC密封膜14，防止土体在压缩沉降过程中PVC密封膜14被撕破；
步骤二：将铁棒与温度控制器连接，将增压泵通过管道与注气小孔19连接，启动温度控制器使铁棒将周围软黏土加热到预定温度，开启增压泵模拟堆载施压；
步骤三：通过测试不同温度环境下的土体沉降获得各组试验数据，通过分析寻找温度对软黏土压缩率的影响。
CN201810935522.9A 2018-08-16 2018-08-16 软黏土热固结实验模型装置 Active CN109270109B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810935522.9A CN109270109B (zh) 2018-08-16 2018-08-16 软黏土热固结实验模型装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810935522.9A CN109270109B (zh) 2018-08-16 2018-08-16 软黏土热固结实验模型装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109270109A true CN109270109A (zh) 2019-01-25
CN109270109B CN109270109B (zh) 2021-07-30

Family

ID=65153877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810935522.9A Active CN109270109B (zh) 2018-08-16 2018-08-16 软黏土热固结实验模型装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109270109B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110595886A (zh) * 2019-09-11 2019-12-20 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种用于研究软黏土热固结效应的模型试验装置及方法
CN112461687A (zh) * 2021-01-22 2021-03-09 中国科学院地质与地球物理研究所 用于霍普金森杆砂土动态压缩试验的工况调节装置和方法
CN113502803A (zh) * 2021-07-23 2021-10-15 浙江大学 一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法
CN113865988A (zh) * 2021-09-26 2021-12-31 浙江大学 一种软土热固结模型试验装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102998430A (zh) * 2012-12-05 2013-03-27 中国地质大学（北京） 真空堆载联合预压实验装置
CN103823039A (zh) * 2014-01-29 2014-05-28 王军 真空预压-堆载-强夯联合固结仪
CN104568599A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 浙江大学 真空负压、正压及热联合加载固结仪
CN104596852A (zh) * 2014-11-25 2015-05-06 宁波大学 一种岩土体温控动力特性试验系统及试验方法
CN207022238U (zh) * 2017-07-24 2018-02-16 江苏方正环测设备有限公司 一种温度冲击试验箱的增温设备
CN108008116A (zh) * 2017-12-06 2018-05-08 河海大学 真空堆载预压联合电渗试验装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102998430A (zh) * 2012-12-05 2013-03-27 中国地质大学（北京） 真空堆载联合预压实验装置
CN103823039A (zh) * 2014-01-29 2014-05-28 王军 真空预压-堆载-强夯联合固结仪
CN104596852A (zh) * 2014-11-25 2015-05-06 宁波大学 一种岩土体温控动力特性试验系统及试验方法
CN104568599A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 浙江大学 真空负压、正压及热联合加载固结仪
CN207022238U (zh) * 2017-07-24 2018-02-16 江苏方正环测设备有限公司 一种温度冲击试验箱的增温设备
CN108008116A (zh) * 2017-12-06 2018-05-08 河海大学 真空堆载预压联合电渗试验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵肇雄: "《大学物理学》", 31 January 2014 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110595886A (zh) * 2019-09-11 2019-12-20 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种用于研究软黏土热固结效应的模型试验装置及方法
CN110595886B (zh) * 2019-09-11 2021-12-28 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种用于研究软黏土热固结效应的模型试验装置及方法
CN112461687A (zh) * 2021-01-22 2021-03-09 中国科学院地质与地球物理研究所 用于霍普金森杆砂土动态压缩试验的工况调节装置和方法
CN112461687B (zh) * 2021-01-22 2021-06-29 中国科学院地质与地球物理研究所 用于霍普金森杆砂土动态压缩试验的工况调节装置和方法
CN113502803A (zh) * 2021-07-23 2021-10-15 浙江大学 一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法
CN113502803B (zh) * 2021-07-23 2022-04-01 浙江大学 一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法
CN113865988A (zh) * 2021-09-26 2021-12-31 浙江大学 一种软土热固结模型试验装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109270109B (zh) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109270109A (zh) 软黏土热固结实验模型装置
CN106284443B (zh) 一种模拟注浆扩底桩抗抜承载力的试验方法
CN103823039B (zh) 真空预压-堆载-强夯联合固结仪
CN101182709B (zh) 复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法及其装置
CN104805823B (zh) 一种增压式真空预压联合电渗处理软土地基的大型模型试验装置
CN206829119U (zh) 一种湿陷性黄土的预浸水地基处理结构
CN103207136B (zh) 水力—电力渗透系数测量装置及测量方法
CN105568955A (zh) Ekg电渗法复合直排式真空预压联合法试验装置及方法
CN106093348B (zh) 管状ekg层进式电化学注浆软基加固试验方法及装置
CN103335876A (zh) 基于真空联合电渗作用的重塑软粘土制样装置及方法
CN106706886B (zh) 侧向非均匀加载条件下降雨边坡模型实验装置和方法
CN108303065A (zh) 一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器及使用方法
CN109252506A (zh) 水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统和工艺
CN113686666B (zh) 一种开展锚板拉拔的可视化试验装置及试验方法
CN106988352A (zh) 一种考虑土体预固结及循环荷载下的单桩水平承载力的测试方法
CN107740403A (zh) 一种竖向排水滤管内置电热棒的加热固结施工方法
CN103374910A (zh) 电渗联合气压劈裂装置及其工艺
CN205475195U (zh) 扁带侧胀联合真空预压地基处理装置
CN114354451B (zh) 一种非饱和土高压注浆试验装置及其量测系统
CN107806079A (zh) 一种软土地基加固装置
CN110782362A (zh) 一种sagd技术开采超稠油藏的大尺度三维模拟方法
CN107882013A (zh) 一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置及方法
CN103336105B (zh) 一种软基处理实验装置及实验方法
CN113514232B (zh) 一种模拟盾构隧道施工过程管片上浮模型试验装置及方法
CN109137882A (zh) 全自动变频式真空预压联合电渗的地基处理方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20190125

Assignee: Zhejiang Lvjian Testing Co.,Ltd.

Assignor: Wenzhou University

Contract record no.: X2023330000408

Denomination of invention: Experimental model device for thermal consolidation of soft clay

Granted publication date: 20210730

License type: Common License

Record date: 20230718

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract