CN203846538U - 一种室内分级真空预压模型试验装置 - Google Patents

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曹智星
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唐辉湘
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陈朝典
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Abstract

本实用新型提供了一种室内分级真空预压模型试验装置，其包括一土样模型装置、一气水分离装置、一真空调压装置、及一抽真空设备，所述土样模型装置内腔装载有新近吹填超软淤泥试验土样，试验土样内插设有竖向排水体，试验土样表面铺设有水平排水垫层，所述土样模型装置内还设置有密封膜，所述密封膜覆盖于水平排水垫层表面并延伸进入试验土体侧面，土样模型装置与气水分离装置之间通过第一真空管路连接，气水分离装置与抽真空设备之间通过第二真空管路连接，真空调压装置安装在第二真空管路。本实用新型可以使用真空调压装置调整系统在不同的真空荷载阶段，从而得到在不同真空荷载阶段下地基的加固基理，为实际施工应用提供了可靠的依据。

Description

一种室内分级真空预压模型试验装置
技术领域
本发明涉及新近吹填超软淤泥地基处理技术领域，具体地说是一种适用于加固新近吹填超软淤泥的室内分级真空预压模型试验装置。
背景技术
新近吹填超软淤泥，主要指疏浚淤泥经水力重塑和颗粒重新分选后、自重沉积尚未完成、黏粒和强亲水矿物含量高、结构极松散、含水率极高、处于流动或者悬浮状态的刚吹填形成的软土。
室内模型试验及现场工程实践均表明：采用传统的真空预压法加固新近吹填超软淤泥时，竖向排水体周围过早地形成了“土柱”现象，且加固后土体的强度增长十分有限。目前，一种分级真空预压技术的构思应运而生。然而，关于室内试验方面，仍未见成熟可靠的、可实现分级施加真空荷载的室内真空预压模型试验装置；关于工程实践方面，还无法很好地将该技术付诸应用。
鉴于此，研发出一种适用于加固新近吹填超软淤泥的室内分级真空预压模型试验装置，深入探讨其加固机理，充实真空预压地基处理技术的理论，具有深远的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有室内试验装置的不足，提供一种实现分级施加真空荷载的室内真空预压模型试验装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种室内分级真空预压模型试验装置，其包括一土样模型装置、一气水分离装置、一真空调压装置、及一抽真空设备，所述土样模型装置内腔装载有新近吹填超软淤泥试验土样，试验土样内插设有竖向排水体，试验土样表面铺设有水平排水垫层，所述土样模型装置内还设置有密封膜，所述密封膜覆盖于水平排水垫层表面并延伸进入试验土体侧面，土样模型装置与气水分离装置之间通过第一真空管路连接，气水分离装置与抽真空设备之间通过第二真空管路连接，真空调压装置安装在第二真空管路。
具体地来说，所述第一真空管插入所述密封膜表面以下。
所述抽真空设备连接于一水箱。
所述土样模型装置为底端封闭、顶端开口的圆柱筒。
所述气水分离装置为底端封闭的圆柱筒，其具有可拆卸分离的顶盖。
第一真空管与第二真空管均连接于所述气水分离装置的顶盖。
气水分离装置中的顶盖上安装有真空表。
一种室内分级真空预压模型试验方法，按以下步骤进行：
(1)安装好如上任一所述的装置；
(2)将真空调压装置调整在0kPa-40kPa的低真空荷载阶段，使土样模型装置内试验土样中的水体汇入气水分离装置中，直至该阶段的出水量趋于稳定；
(3)将真空调压装置调整在40kPa-60kPa的中等真空荷载阶段，使土样模型装置内试验土样中的水体汇入气水分离装置中，直至该阶段出水量趋于稳定；
(4)将真空调压装置调整在60kPa-90kPa的高真空荷载阶段，使土样模型装置内试验土样中的水体汇入气水分离装置中，直至最终的出水量趋于稳定。
本发明开发出一种适用于加固新近吹填超软淤泥地基处理的室内分级真空预压模型试验装置，可以使用真空调压装置调整系统在不同的真空荷载阶段，从而得到在不同真空荷载阶段下地基的加固基理，从而为实际施工应用，提供了可靠的依据，具有深远的意义。
附图说明
图1为室内分级真空预压模型装置示意图。
图中：1-土样模型装置；2-试验土样；3-竖向排水体；4-水平排水垫层；5-密封膜；6-真空管；7-真空表；8-气水分离装置；9-水体；10-真空调压装置；11-抽真空设备；12-水箱；13-真空管。
具体实施方式：
以下仅为本发明的实施范例，不能以此限定本发明的范围。即但凡依本发明申请专利范围所作的非实质性变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
先按要求制备新近吹填超软淤泥作为试验土样2。
将试验土样放入土样模型装置1中，搅拌均匀，所述土样模型装置为底端封闭、顶端开口的圆柱筒。加工材料为有机玻璃、钢材；能承受高达100kPa的真空荷载。
在试验土样2中按一定间距插入若干个竖向排水体3，竖向排水体3的上端开口与试验土体表面平齐，竖向排水体的下端开口延伸至土样模型装置1的底面。
在试验土样表面铺设一层轻型水平排水垫层4。
布设密封膜5，密封膜覆盖于水平排水垫层4表面并延伸进入试验土样2侧面。
将土样模型装置1通过真空管6与气水分离装置8的第一管接口连接。所述气水分离装置8为底端封闭的圆柱筒，其顶端具有可拆卸分离的顶盖，用于收集试验过程中的水体以及传递真空压力。顶端的盖子上设有与真空管路配套的第一管接口和第二管接口，加工材料为有机玻璃、钢材；能承受高达100kPa的真空荷载。真空管6需插入至密封膜5表面以下。
将真空表7安装于气水分离装置8中的顶盖上，以便实时监测真空度变化情况。
将气水分离装置8的第二管接口与抽真空设备11通过真空管13连接起来。
将真空调压装置10、抽真空设备11及水箱12通过真空管路序贯连接起来。
开启抽真空设备11进行试抽真空，确保真空管路是畅通的；
先将真空调压装置10调整在低真空荷载阶段(0kPa-40kPa)，使土样模型装置1内试验土样2中的水体汇入气水分离装置8中，直至该阶段的出水量趋于稳定，也即气水分离装置的液面保持恒定不变；
再将真空调压装置10调整在中等真空荷载阶段(40kPa-60kPa)，使土样模型装置1内试验土样2中的水体汇入气水分离装置8中，直至该阶段出水量趋于稳定，也即气水分离装置的液面保持恒定不变；
最后，将真空调压装置10调整在高真空荷载阶段(60kPa-90kPa)，使土样模型装置1内新近吹填超软淤泥2中的水体汇入气水分离装置8中，直至最终的出水量趋于稳定，也即气水分离装置的液面保持恒定不变；
停止抽真空设备11运行。
新近吹填超软淤泥经过上述方法加固后，竖向排水体周围的“土柱”现象明显减弱，加固后土体的强度增长情况较为理想。

Claims (7)

1.一种室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：包括一土样模型装置、一气水分离装置、一真空调压装置、及一抽真空设备，所述土样模型装置内腔装载有新近吹填超软淤泥试验土样，试验土样内插设有竖向排水体，试验土样表面铺设有水平排水垫层，所述土样模型装置内还设置有密封膜，所述密封膜覆盖于水平排水垫层表面并延伸进入试验土体侧面，土样模型装置与气水分离装置之间通过第一真空管路连接，气水分离装置与抽真空设备之间通过第二真空管路连接，真空调压装置安装在第二真空管路。
2.根据权利要求1所述的室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：所述第一真空管插入所述密封膜表面以下。
3.根据权利要求1所述的室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：所述抽真空设备连接于一水箱。
4.根据权利要求1所述的室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：所述土样模型装置为底端封闭、顶端开口的圆柱筒。
5.根据权利要求1所述的室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：所述气水分离装置为底端封闭的圆柱筒，其具有可拆卸分离的顶盖。
6.根据权利要求1所述的室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：第一真空管与第二真空管均连接于所述气水分离装置的顶盖。
7.根据权利要求1所述的室内分级真空预压模型试验装置，其特征在于：气水分离装置中的顶盖上安装有真空表。
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