CN111855955B - 一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，上盖上设置有用于连通真空预压软地基加固模拟分析仪之内腔的竖直管，该竖直管上设置有第一法兰盘，该竖直管内插有一跟踪杆，该跟踪杆上设置有第二法兰盘，第一法兰盘与第二法兰盘之间设置有具有弹性的密封膜，密封膜内的第一法兰盘与第二法兰盘之间设置有隔离弹性圈，隔离弹性圈用于避免密封膜紧贴在跟踪杆上以及跟踪杆与竖直管之间的缝隙中；随真空预压软地基加固模拟分析仪的抽真空，跟踪杆沿竖直管移动。采用竖直管的方式，避免了测孔与跟踪杆行程过短的技术问题，使跟踪杆既能准确移动又能实现真空预压软地基加固模拟分析仪的完全密封，竖直管上设有滑动导向滚珠。

Description

一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构
技术领域
本发明涉及真空预压软地基加固模拟分析仪抽真空时的密封领域，尤其涉及一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构。
背景技术
土体的压缩性状主要通过传统的固结仪器开展室内试验研究，所研究的对象大多为低含水率重塑土或者天然沉积软粘土，这类土体基本已经成型，具有一定的强度，可以抵抗常规固结试验的第一级压力12.5 kPa。然而，高含水率软土一般处于流态，在常规固结仪器下开展试验往往会导致试样挤出，影响测试的准确性。为此，东南大学洪振舜课题组研发了能够从0.5 kPa开始加载的轻型固结仪试验装置，提出了常规固结试验外延的轻型固结试验方法，取得了一些高含水率疏浚泥的压缩非线性试验数据，进一步认识了软土的固结性状。但是，目前的轻型固结试验主要针对堆载荷载下的疏浚泥固结，对负压下的疏浚泥的压缩性状没有涉及。土体在真空负压作用下发生等向固结，宏观上表现为土体发生侧向变形，而目前土工固结仪器均不能测试负压变形和侧向变形。中国发明专利201810105468.5公开了一种真空预压软地基加固模拟分析仪，其在真空负压条件下测量高含水率土体固结的侧向变形参数和较准确的渗透系数。但其在抽负压的过程中，其跟踪杆与测孔的密封性使用密封圈的方式实现，若密封圈过于紧密，导致跟踪杆与测孔之间的摩阻力较大，在测孔内移动困难甚至无法在测孔内移动，导致竖向形变的测量误差较大，尤其在低真空负压状态下，竖向变形难以测定；而为了保证跟踪杆的移动，使密封圈与跟踪杆不够紧密，会导致密封性能差，使真空预压软地基加固模拟分析仪内难以形成高真空度。另一种保持密封的方法是，不在跟踪杆与测孔之间设置密封圈，使用密封膜将土体与跟踪杆下端全部包裹，这样能实现固结系统的密封性，也能准确的测量竖向变形，但是不能测量土体固结时的侧向变形。
因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，以解决分析仪在抽真空过程中使跟踪杆能准确移动又实现完全密封的问题，提高分析仪测量的准确性。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，其包括真空预压软地基加固模拟分析仪的上盖，其中，该上盖上设置有用于连通真空预压软地基加固模拟分析仪之内腔的竖直管，该竖直管上设置有第一法兰盘，该竖直管内插有一跟踪杆，该跟踪杆上设置有第二法兰盘，第一法兰盘与第二法兰盘之间设置有具有弹性的密封膜，密封膜内的第一法兰盘与第二法兰盘之间设置有隔离弹性圈，隔离弹性圈用于避免密封膜紧贴在跟踪杆上；随真空预压软地基加固模拟分析仪的抽真空，跟踪杆沿竖直管移动。
所述的密封机构，其中，上述隔离弹性圈为圈簧。
所述的密封机构，其中，上述隔离弹性圈为由多个弹性片形成的圈体，每个弹性片的一端设置在第一法兰盘上，另一端设置在第二法兰盘上。
所述的密封机构，其中，上述跟踪杆为中空，跟踪杆的上端设置有用于与负压加载装置相连通的连接头。
本发明提供的一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，通过密封膜将跟踪杆的空间与真空预压软地基加固模拟分析仪内的空间封闭，并通过隔离弹性圈将密封膜与跟踪杆分离开来，所使用的隔离弹性圈具有高灵敏度高压缩性，在微小的应力下即可发生形变，亦可以根据所测土体的预估变形量，选取隔离弹性圈的高度，对于常规土体的压缩性状试验（土样高度2cm），跟踪杆的整体位移距离一般小于1cm，这就保证了隔离弹性圈微小的形变就会完成跟踪杆的位移距离，对整个试验的误差影响几乎为零，并且在抽真空过程中密封膜在隔离弹性圈的保护下不会贴靠在跟踪杆上以及跟踪杆与竖直管之间的空隙中，跟踪杆可以沿竖直管自由移动，采用竖直管的方式，避免了测孔与跟踪杆行程过短的技术问题，使跟踪杆既能准确移动又能实现真空预压软地基加固模拟分析仪的完全密封，大幅度提高了真空预压软地基加固模拟分析仪的测量准确性。
附图说明
图1为本发明中密封机构的结构示意图；
图2为带有密封机构的真空预压软地基加固模拟分析仪之结构示意图；
图3为本发明中橡胶片与刚性支撑件的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，如图1所示的，其包括真空预压软地基加固模拟分析仪的上盖12，其中，该上盖12上设置有用于连通真空预压软地基加固模拟分析仪之内腔的竖直管13，该竖直管13上设置有第一法兰盘14，该竖直管13内插有一跟踪杆15，该跟踪杆15上设置有第二法兰盘16，第一法兰盘14与第二法兰盘16之间设置有具有弹性的密封膜17，密封膜17内的第一法兰盘14与第二法兰盘16之间设置有隔离弹性圈18，隔离弹性圈18用于避免密封膜17紧贴在跟踪杆15上；随真空预压软地基加固模拟分析仪的抽真空，跟踪杆15沿竖直管移动。并且竖直管13上设有滑动导向滚珠25，使得跟踪杆能无阻力自由滑动。
通过密封膜17将跟踪杆15的空间与真空预压软地基加固模拟分析仪内的空间封闭，并通过隔离弹性圈18将密封膜17与跟踪杆15分离开来，由于在土体的压缩性状试验过程中，所使用的隔离弹性圈18具有高灵敏度高压缩性，在微小的应力下即可发生形变，亦可以根据所测土体的预估变形量，选取隔离弹性圈18的高度，对于常规土体的压缩性状试验（土样高度2cm），跟踪杆15的整体位移距离一般小于1cm，这就保证了隔离弹性圈18微小的形变就会完成跟踪杆15的位移距离，对整个试验的误差影响几乎为零，并且在抽真空过程中密封膜17在隔离弹性圈18的保护下不会贴靠在跟踪杆15上以及跟踪杆15与竖直管13之间的空隙中，保证了跟踪杆可以沿竖直管13自由移动，采用竖直管13的方式，避免了现有技术中测孔与跟踪杆行程过短的技术问题，使跟踪杆15既能准确移动又能实现真空预压软地基加固模拟分析仪的完全密封，大幅度提高了真空预压软地基加固模拟分析仪的测量准确性。
优选的，上述隔离弹性圈18为圈簧，其成本较低，更换方便。
更进一步的，上述隔离弹性圈18为由多个弹性片形成的圈体，每个弹性片的一端设置在第一法兰盘上，另一端设置在第二法兰盘上。而且弹性片为橡胶片23，进一步降低了弹性形变的应力。还可以在采用橡胶片23的中部设置有刚性支撑件19，两个端头不设置刚性支撑件，端头仅仅通过橡胶片自身的强度支撑，而在抽真空过程中，随着负压的产生，端头开始形变，但是在刚性支撑件19的支撑作用下，保证了橡胶片23不会贴合在跟踪杆15上，使跟踪杆15更流畅的运行，既能保证橡胶片的形变，又可以通过刚性支撑件19的支撑作用彻底隔离密封膜17。刚性支撑件19可以采用钢丝、铁丝等方式。甚至可采用上述带有刚性支撑件19的弹性片23制成密闭的腔体，进一步密封跟踪杆15与真空预压软地基加固模拟分析仪之间的空间。
更进一步的，上述跟踪杆15为中空，跟踪杆15的上端设置有用于与负压加载装置相连通的连接头20，从而可以实现真空预压软地基加固模拟分析仪的抽真空，而且连接头20上端设置有竖向变形测量装置21。
如图2所示的，带有上述密封机构的真空预压软地基加固模拟分析仪，真空预压软地基加固模拟分析仪包括测试容器，测试容器内设置有试样，试样上部设置上部透水石9，下部设置下部透水石10；测试容器还包括底座1，圆筒形器身2，圆柱形乳胶膜3，上盖12，跟踪杆15，其中底座设置可开关的渗透进水口6，渗透进水口开关22，渗透进水口6连接渗透供水装置24，其中圆筒形器身2的下端与底座1密封连接，圆筒形器身2侧面设置体变进水口7，其中圆柱形乳胶膜3紧贴圆筒形器身2内壁，与圆筒形器身2上下分别密封连接，虽然图中圆柱形乳胶膜3与圆筒形器身2内壁之间有间隙，是为了表示方便，实际两者紧贴在一起。其中上盖12与圆筒形器身2的上端密封连接，上盖12中间设置有竖直管13，所述跟踪杆15穿过竖直管13，跟踪杆15下抵上部透水石9，可上下方向活动，中空的跟踪杆15内部作为负压通道11，其中负压通道11一端在上部透水石9处开口，另一端通过连接头20连接上述负压加载装置，跟踪杆15连接上述竖向测量系统21。
然后通过负压固结阶段、负压渗透阶段实时监测竖向测量系统和体变测量系统的数值，计算试样在不同梯度负压和正压下固结的体变量—时间曲线和侧向变形量—时间曲线。
真空预压软地基加固模拟分析仪的具体结构以及具体的试验方法，可以参阅中国发明专利201810105468.5公开的“一种真空预压软地基加固模拟分析仪及试验方法”文献的描述，本发明的目的在于解决其密封性以及跟踪杆15移动的流畅性，其真空预压软地基加固模拟分析仪的具体结构以及具体的试验方法，在此不再一一详述。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (2)

1.一种用于真空预压软地基加固模拟分析仪的密封机构，其包括真空预压软地基加固模拟分析仪的上盖，其特征在于，该上盖上设置有用于连通真空预压软地基加固模拟分析仪之内腔的竖直管，该竖直管上设置有第一法兰盘，该竖直管内插有一跟踪杆，该跟踪杆上设置有第二法兰盘，第一法兰盘与第二法兰盘之间设置有具有弹性的密封膜，密封膜内的第一法兰盘与第二法兰盘之间设置有隔离弹性圈，隔离弹性圈用于避免密封膜紧贴在跟踪杆上；随真空预压软地基加固模拟分析仪的抽真空，跟踪杆沿竖直管移动；
上述隔离弹性圈为由多个弹性片形成的圈体，每个弹性片的一端设置在第一法兰盘上，另一端设置在第二法兰盘上；
弹性片为橡胶片，在橡胶片的中部设置有刚性支撑件，橡胶片的两个端头不设置刚性支撑件，端头仅仅通过橡胶片自身的强度支撑，在抽真空过程中，随着负压的产生，端头开始形变，在刚性支撑件的支撑作用下，保证橡胶片不会贴合在跟踪杆上。
2.根据权利要求1所述的密封机构，其特征在于，上述跟踪杆为中空，跟踪杆的上端设置有用于与负压加载装置相连通的连接头。
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