CN202928929U

CN202928929U - 化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置

Info

Publication number: CN202928929U
Application number: CN 201220493158
Authority: CN
Inventors: 梁冰; 金佳旭; 刘泳蔚; 海龙; 郑训臻
Original assignee: Liaoning Technical University
Current assignee: Liaoning Technical University
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-09-26

Abstract

本实用新型属于岩土工程领域的试验设备，特别涉及一种化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置，在台板（4）的上面左侧设有加压框架（3），在加压框架（3）下端连接一个杠杆穿装套（3-1），在台板（4）左端下面固定一个杠杆支撑(4-1)，杠杆支撑（4-1）和杠杆穿装套（3-1）中穿装杠杆（5），杠杆（5）的左端头上设有平衡锤（8），杠杆(5)右端头的下方设有砝码盘(6)，砝码盘（6）上设有砝码（7），在台板（4）上面加压框架（3）内设有带凹槽的渗透固结容器底座（9），在加压活塞（9-5）中设一个排气孔（9-4）和排水孔（9-6），加压活塞（9-5）设一个弧形压块定位凹槽（9-11），弧形压块定位凹槽（9-11）上面连接压块（17），该装置的结构简单，操作方便，有很好的抗腐蚀性和密封性，操作方便。

Description

化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置

技术领域

本实用新型属于岩土工程领域的试验设备，特别涉及一种化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置。

背景技术

目前，在岩土工程领域使用普通轻便式单杠杆固结仪，只能用于常规的土的固结试验，不能进行渗透试验，并且对于一些力学性质受化学因素影响的土来说，如尾矿砂，用普通固结仪则无法避免化学溶液对试验装置的腐蚀；另外，对试验装置的密封性能要求也很难达到，这样会对土的固结渗透试验数据很难保持准确性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、操作方便、抗腐性能强的化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置包括台板、加压框架、杠杆、砝码盘、砝码、平衡锤、注水管、百分表架、百分表、压块、水箱，其特点是在台板的上面左侧设有加压框架，在加压框架下端连接一个杠杆穿装套，在台板左端下面固定一个杠杆支撑，杠杆支撑和杠杆穿装套中穿装杠杆，杠杆的左端头上设有平衡锤，杠杆右端头的下方设有砝码盘，砝码盘上设有砝码，在台板上面加压框架内设有带凹槽的渗透固结容器底座，渗透固结容器底座底部中间处设有容器定位槽，容器定位槽与台板定位安装，渗透固结容器底座的凹槽内装有固结筒，固结筒内底部设有透水石，透水石与固结筒之间用O形密封圈一密封，透水石上面装土样，土样上面设有上层透水石，在上层透水石上面设加压活塞，加压活塞与固结筒连接处用O形密封圈二密封，在加压活塞中设一个排气孔和排水孔，加压活塞上方的中心处设一个弧形压块定位凹槽，弧形压块定位凹槽上面连接压块，在渗透固结容器底座内中心处设折形的连接三通阀孔，连接三通阀孔与注水管连通，压块上方连接百分表，百分表固定在百分表架上，加压活塞中的排水孔连接测流管，注水管水平方向连接压力传感器，注水管垂直连接一个水箱。

本实用新型的有益效果是：化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置的结构简单，操作方便，由于采用有机玻璃材料作为渗透固结容器，有很好的抗腐蚀性和密封性，操作方便，试验装置可以交叉进行固结、渗透试验，以研究不同荷载，不同化学溶液作用下土样的压缩特性。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置结构图。

图2是图1中渗透固结容器结构剖视图。

图中，1-百分表；2-百分表架；3-加压框架；3-杠杆穿装套；4-台板；4-1-杠杆支撑；5-杠杆；6-砝码盘；7-砝码；8-平衡锤；9-渗透固结容器底座；9-1-容器定位槽；9-2-O形密封圈一；9-3-土样；9-4-排气孔；9-5-加压活塞；9-6-排水孔；9-7-固结筒；9-8-O形密封圈二；9-9-透水石；9-10-连接三通阀孔；9-11-压块定位凹槽；10-测流管；10-1-测流管量杯；11-入水管；12-出水管；13-注水管；14-压力传感器；15-水容器；16-水箱；17-压块。

具体实施方式

实施例，参照附图1、2，化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置是在台板4的上面左侧设有加压框架3，在加压框架3下端连接一个杠杆穿装套3-1，在台板4左端下面固定一个框杆支撑4-1，在杠杆支撑4-1和杠杆穿装套3-1中穿装杠杆5，杠杆5的左端头上设有平衡锤8，杠杆5的右端头下方设有砝码盘6，在砝码盘6上设有砝码7。在台板4上面的加压框架3内设有带凹槽的有机玻璃的渗透固结容器底座9，渗透固结容器底座9底部中间处用容器定位槽9-1与台板4定位固定。渗透固定容器底座9的凹槽内装有机玻璃制成的固结筒9-7，在固结筒9-7内底部设有一层透水石9-9，透水石9-9与固结筒9-7连接处用O形密封圈一9-2密封，透水石9-9上面装有土样9-3，土样9-3上面装有上层透水石9-9，在上层透水石9-9上面有机玻璃的加压活塞9-5，加压活塞9-5与固结筒9-7内筒壁之间用O形密封圈二9-8密封。在加压活塞9-5中设一个竖向的排气孔9-4和排水孔9-6，排气孔9-4在不作试验时用螺塞堵住，在渗透固结容器底座9的底部设一个折形的连接三通阀孔9-10，连接三通阀孔9-10与注水管13连通，在注水管13的水平端头设有压力传感器14，并与注水管13接通。注水管13垂直连接一个水箱16，水箱16上连接一个入水管11和出水管12，入水管11和出水管12下端插入水容器15中，在加压活塞9-5中的排水孔9-6中连通一个测流管10，测流管10的下端头连接测流量杯10-1。在加压活塞9-1的上面中间处设有压块定位凹槽9-11，压块定位凹槽9-11中定位装有压块17，在压块17上方连接百分表1，百分表1安装在百分表架2上，百分表架2固定在台板4上。

化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置的工作过程是：

（1）、根据工程需要，切取原状土样9-3或制备给定密度与含水率的扰动土试样。制备方法参照SL237—002—1999规定进行。

（2）、如系冲填土，先将土样9-3调成液限或1.2～1.3倍液限的土膏，拌合均匀，在保湿器内静置24h。然后把环刀倒置于小玻璃板上，用调土刀把土膏填入环刀，排除气泡刮平，称量。

（3）、按SL237—003—1999及SL237—004—1999的规定，测定土样9-3的含水率及密度。对于扰动试样需要饱和时，按SL237—002—1999规定的方法将试样进行抽气饱和。

（4）、按图装好仪器，并检查各管路接头处是否漏水。将调节管与注水管13连通，由仪器底部充水至水位略高于金属孔板，关止水夹。

（5）、在固结容器内放置透水石9-9和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入渗透固结容器9，然后在土样9-3上放薄滤纸、透水石9-9和加压活塞9-5，再把螺栓拧进排气孔9-4，置于加压框架3下，对准加压框架3的正中，安百分表1。

注：如土样9-3为饱和土，上、下透水石9-9应事先浸水饱和；对非饱和状态的土样9-3，透水石9-9的湿度应尽量与土样9-3湿度接近。

（6）、土样9-3装好后，连接注水管13和调节管，并由调节管中进水，微开止水夹，使土样9-3逐渐饱和。当水面与土样9-3顶面齐平，关止水夹，饱和时水流不应过急，以免冲动土样9-3。

（7）、待土样9-3完全饱和后，继续使水位缓缓上升至排水孔9-6，当有水溢出时，关止水夹。

（8）、静置数分钟后，检查各测压管水位是否与排水孔9-6齐平。如不齐平，说明土样9-3中或测压管接头处有集气阻隔，用吸水球进行吸水排气处理。

（9）、提高测流管10使其高于排水孔，然后将测流管10与注水管13分开，并将注水管13置于金属圆筒内。开止水夹，使水由上部注入水容器15内。

（10）、降低调节管口，使位于土样9-3上部1/3处,造成水位差，水即渗过土样9-3，经测流管10流出。在渗透过程中应调节供水管夹，使供水管流量略多于溢出水量。排水孔9-6应始终有余水溢出，以保持常水位。

（11）、为保证土样9-3与仪器上下各部件之间接触良好，应在加压活塞9-5上施加1kPa的预压压力，然后调整百分表1，使指针读数为零。测流管10水位稳定后，记录测流管10水位，计算各测流管10间的水位差。

（12）、确定需要施加的各级压力。加压等级一般为12.5、25.0、50.0、100、200、400、800、1600、3200kPa。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力100～200kPa。

（13）、开动秒表，同时用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复1次。接取渗透水量时，调节管口不可没入水中。

（14）、测记进水与出水处的水温，取平均值。

（15）、降低调节管管口至土样9-3中部及下部1/3处，以改变水力坡降，按本规程9至16规定重复进行测定

（16）、需测定沉降速率时，加压后按下列时间顺序测记量表读数；0.10、0.25、1.00、2.25、4.00、6.25、9.00、12.25、16.00、20.25、25.00、30.25、36.00、42.25、49.00、64.00、100.00、

200.00min和400.00min及23h和24h至稳定为止。

（17）、当不需要测定沉降速率时，稳定标准规定为每级压力下固结24h。测记稳定读数后，再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。

注：当土样9-3的渗透系数大于10^－5cm／s时，允许以主固结完成作为相对稳定标准；对某些高液限土，24h以后尚有较大的压缩变形时，以土样9-3变形每小时变化不大于0.005mm认为稳定。

Claims

1.一种化学-应力耦合作用下土的固结渗透试验装置，包括台板（4）、加压框架（3）、杠杆（5）、砝码盘（6）、砝码（7）、平衡锤（8）、注水管（13）、百分表架（2）、百分表（1）、压块（17）、水箱（16），其特征在于在台板（4）的上面左侧设有加压框架（3），在加压框架（3）下端连接一个杠杆穿装套（3-1），在台板（4）左端下面固定一个杠杆支撑(4-1)，杠杆支撑（4-1）和杠杆穿装套（3-1）中穿装杠杆（5），杠杆（5）的左端头上设有平衡锤（8），杠杆(5)右端头的下方设有砝码盘(6)，砝码盘（6）上设有砝码（7），在台板（4）上面加压框架（3）内设有带凹槽的渗透固结容器底座（9），渗透固结容器底座（9）底部中间处设有容器定位槽（9-1），容器定位槽（9-1）与台板(4)定位安装，渗透固结容器底座（9）的凹槽内装有固结筒（9-7），固结筒（9-7）内底部设有透水石（9-9），透水石（9-9）与固结筒（9-7）之间用O形密封圈一（9-2）密封，透水石（9-9）上面装土样（9-3），土样（9-3）上面设有上层透水石（9-9），在上层透水石（9-9）上面设加压活塞（9-5），加压活塞（9-5）与固结筒（9-7）连接处用O形密封圈二（9-8）密封，在加压活塞（9-5）中设一个排气孔（9-4）和排水孔（9-6），加压活塞（9-5）上方的中心处设一个弧形压块定位凹槽（9-11），弧形压块定位凹槽（9-11）上面连接压块（17），在渗透固结容器底座（9）内中心处设折形的连接三通阀孔（9-10），连接三通阀孔（9-10）与注水管（13）连通，压块（17）上方连接百分表（1），百分表（1）固定在百分表架（2）上，加压活塞（9-5）中的排水孔（9-6）连接测流管（10），注水管（13）水平方向连接压力传感器（14），注水管（13）垂直连接一个水箱（16）。