CN201347562Y - 一种电渗-加载联合固结仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电渗－加载联合固结仪。它是在绝缘材料制成的圆柱容器的中轴处设置电渗阴极，紧贴四壁设置电渗阳极；圆柱容器的顶部安放活塞式加载顶盖；圆柱容器底板的中心开有排水孔；电渗阴阳两极分别与提供电压的稳压直流电源的负极和正极相连；加载顶盖与提供力学压力的杠杆系统连接。排水孔与量筒以软管连接以测量土体固结排出水的体积，加载顶盖上安放千分表以测量土体沉降，通过加载顶盖上的小孔在土样合适深度以固定间距安置测量电压分布的测针和测量孔隙水压力的孔压传感器来分别测量土样径向的电势分布和孔隙水压力。本实用新型主要应用于软粘土、疏浚土、淤泥质土等的室内电渗－加载联合固结试验研究。

Description

一种电渗-加载联合固结仪

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其是涉及一种电渗-加载联合固结仪。

背景技术

电渗排水法在处理软土和淤泥时能够克服常规排水方法(如井点法和预压法)初期效果明显但后期排水速度慢、加固效果不理想的缺点。故近年来工程上将电渗和真空预压、低能量强夯等加载方式结合起来使用，取得了比单纯电渗或单纯加载更好的效果。但是目前这种联合排水加固方法的设计和施工主要靠技术人员的经验，一方面是由于方法比较新，其作用机理和性状不完全清楚；另一方面是缺乏准确的设计计算参数。已有的室内固结仪仅能考虑加载的作用，而针对电渗或电渗加载联合作用的试验装置不能测定固结时的参数。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电渗-加载联合固结仪，能够对土体同时进行电渗和加载联合排水固结的室内试验装置，它既能实现电渗和加载的联合固结，也能实现单纯的电渗固结或单纯的加载固结，还能测定固结过程中的各项参数。

本实用新型采用的技术方案是：

在放置土样的圆柱容器中轴处设置电渗阴极，圆柱容器的内壁处设置电渗阳极，圆柱容器的顶部设置活塞式加载顶盖，活塞式加载顶盖下覆有绝缘隔离板，加载顶盖上安装顶部加载杆，圆柱容器的底部中心开有排水孔，经排水软管接量筒，圆柱容器放置在仪器桌上，设置在圆柱容器外的两根竖杆的上端与顶部加载杆的两端固定连接，两根竖杆的下端与底部加载杆的两端固定连接，底部加载杆与杠杆转动连接，千分表触头顶在顶部加载杆，杠杆固定杆的上端固定在仪器桌下底面上，杠杆固定杆的下端经杠杆固定螺栓与杠杆转动连接，杠杆的一端设置平衡砝码，杠杆的另一端经砝码钩设置加载砝码，连接在孔压显示器的3个以上孔压传感器测头从加载顶盖插入土样中，3根以上测针的一端从加载顶盖插入土样中，3根以上测针的另一端经电键与数显万用表连接，稳压直流电源与电渗阴极、电渗阳极和数显万用表电连接。

所述电渗阴极是兼具排水过滤和导电功能的复合管；电渗阳极是环状的金属薄片或金属网。

所述圆柱容器材料为绝缘材料制成；电渗阴极、电渗阳极、圆柱容器以及加载顶盖同轴布置。

本实用新型具有的有益效果是：

1、能够提供电渗-加载联合作用、电渗作用和加载作用三种不同的试验条件。

2、中心布置的阴极能够依靠重力将土样流出的水排出容器，无需真空泵等设备。

3、可以测量土样固结过程中的各项参数，主要有沉降、孔隙水压力、排出水体积、电压和电流

本实用新型主要应用于软粘土、疏浚土、淤泥质土等的室内试验研究。

附图说明

附图是本实用新型装置的示意图。

图中：1、电渗阴极，2、电渗阳极，3、圆柱容器，4、绝缘隔离板，5、加载顶盖，6、顶部加载杆，7、竖杆，8、杠杆固定杆，9、平衡砝码，10、杠杆，11、底部加载杆，12、杠杆固定螺栓，13、砝码钩，14、加载砝码，15、千分表，16、千分表固定横杆，17、千分表固定竖杆，18、孔压传感器测头，19、孔压传感器电缆，20、孔压显示器，21、测针，22、电键，23、电线，24、数显万用表，25、稳压直流电源，26、排水软管，27、量筒，28、仪器桌。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

如附图所示，本实用新型在放置土样的圆柱容器3中轴处竖向设置电渗阴极1，紧贴圆柱容器3的内壁设置电渗阳极2。圆柱容器3的顶部设置活塞式加载顶盖5，加载顶盖5下覆有绝缘隔离板4，加载顶盖5上安装顶部加载杆6。圆柱容器3的底部中心开有排水孔，经排水软管26接量筒27，土样固结排出的水在电场的作用下汇聚到电渗阴极1，经排水孔、排水软管26流入到量筒27中被测量体积。圆柱容器3放置在仪器桌28上。设置在圆柱容器3外的两根竖杆7的上端与顶部加载杆6的两端经螺栓固定连接(应从侧视图来看，附图中看不到有两根竖杆7)，两根竖杆7的下端与底部加载杆11的两端经螺栓固定连接，底部加载杆11穿过杠杆10上预先钻好的小孔与杠杆10转动连接，千分表15触头顶在顶部加载杆6上用于测量土样的竖向压缩量。杠杆固定杆8的上端固定在仪器桌28下底面上，杠杆固定杆8的下端经杠杆固定螺栓12与杠杆10转动连接。杠杆10的一端设置平衡砝码9，平衡砝码9用于调节杠杆自身的平衡；杠杆10的另一端经砝码钩13设置加载砝码14，加载砝码14同普通室内固结仪的相同，实验时根据要求和杠杆10的放大倍数选择加载砝码14的级别。连接在孔压显示器20的3个以上(附图中为4个)孔压传感器测头18从加载顶盖5预先钻好的小孔插入土样中，3根以上(附图中为4根)测针21的一端从加载顶盖5预先钻好的小孔插入土样中，3根以上测针21的另一端经电键22与数显万用表24连接。孔压传感器用于测量土样的径向孔隙水压力，测针21用于测量土样的径向电势分布，它们分居加载顶盖5的两侧，它们的排布方式可以相同，也可以不同。稳压直流电源25与电渗阴极1、电渗阳极2和数显万用表24连接。

所述电渗阴极1是兼具排水过滤和导电功能的复合管；电渗阳极2是环状的金属薄片或金属网。所述圆柱容器3的材料为绝缘材料；电渗阴极1、电渗阳极2、圆柱容器3以及加载顶盖5同轴布置。

具体操作过程如下：

1)安装电极：

将电渗阳极2紧贴圆柱容器3内壁放置，电渗阴极1竖向安置在圆柱容器3的中轴处，并保证和圆柱容器3底部的排水孔以及加载顶盖5装配良好。

2)填入土样，安装测量设备：

在填入土样的过程中将已接好电缆19的孔压传感器测头18埋在合适的位置；待土样表面与圆柱容器2边沿齐平后，依次安放绝缘隔离板4、加载顶盖5和顶部加载杆6，并将电缆19的另一头和孔压显示器21连接，插入测针21；将排水软管26一头连接好圆柱容器2底部排水孔，另一头放入量筒27。

3)调平杠杆，固定千分表：

用竖杆7连接顶部加载杆6和杠杆10，并移动杠杆10右侧的平衡砝码9来调节杠杆10自身的平衡；待杠杆平衡后，在顶部加载杆6上用千分表固定横杆16和竖杆17固定千分表15，并保证千分表15初始读数为零。

4)连接电路：

用电线23将电渗阳极2和电渗阴极1分别和电源25的正极和负极相连，并按照图1所示的电路将测针21、数显万用表24和电键22也连接起来。

5)加挂砝码，接通电路，开始试验：

在砝码钩13上加挂试验要求的加载砝码14后，打开电源25并调节到试验采用的电压和电流，按下电键22，开始电渗-堆载的联合固结试验。

利用本实用新型也可以通过只开电源25和只加挂砝码14来分别实现土样的单纯电渗固结和单纯加载固结。

Claims (3)

1.一种电渗-加载联合固结仪，其特征在于：在放置土样的圆柱容器(3)中轴处设置电渗阴极(1)，圆柱容器(3)的内壁处设置电渗阳极(2)，圆柱容器(3)的顶部设置活塞式加载顶盖(5)，活塞式加载顶盖(5)下覆有绝缘隔离板(4)，加载顶盖(5)上安装顶部加载杆(6)，圆柱容器(3)的底部中心开有排水孔，经排水软管(26)接量筒(27)，圆柱容器(3)放置在仪器桌(28)上，设置在圆柱容器(3)外的两根竖杆(7)的上端与顶部加载杆(6)的两端固定连接，两根竖杆(7)的下端与底部加载杆(11)的两端固定连接，底部加载杆(11)与杠杆转动连接，千分表(15)触头顶在顶部加载杆(6)，杠杆固定杆(8)的上端固定在仪器桌(28)下底面上，杠杆固定杆(8)的下端经杠杆固定螺栓(12)与杠杆(10)转动连接，杠杆(10)的一端设置平衡砝码(9)，杠杆(10)的另一端经砝码钩(13)设置加载砝码(14)，连接在孔压显示器(20)的3个以上孔压传感器测头(18)从加载顶盖(5)插入土样中，3根以上测针(21)的一端从加载顶盖(5)插入土样中，3根以上测针(21)的另一端经电键(22)与数显万用表(24)连接，稳压直流电源(25)与电渗阴极(1)、电渗阳极(2)和数显万用表(24)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电渗-加载联合固结仪，其特征在于：所述电渗阴极(1)是兼具排水过滤和导电功能的复合管；电渗阳极(2)是环状的金属薄片或金属网。

3.根据权利要求1所述的一种电渗-加载联合固结仪，其特征在于：所述圆柱容器(3)材料为绝缘材料制成；电渗阴极(1)、电渗阳极(2)、圆柱容器(3)以及加载顶盖(5)同轴布置。

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