CN205665244U - 一种孔隙水盐分置换固结试验装置 - Google Patents
一种孔隙水盐分置换固结试验装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种孔隙水盐分置换固结试验装置,包括由底座、内环筒和加压活塞三者围成的盛放土样的空腔，同时，还配有由可调式架杆和顶盖组成的孔隙水盐分置换试验用装置。所述内环筒与底座的结合面上设置有密封圈，内环筒的内壁上制有两道用于放置有“O”形圈的U形槽；所述加压活塞顶部制有排气孔和排水孔均与盛放土样的空腔连通，且两道孔外部连通空气；所述底座上设置有两条通道；所述加压活塞与一抽滤瓶连接，该抽滤瓶分别与加压活塞和可抽负压气泵连接；本实用新型可以施加可调控负压，也可以收集孔隙水进行含量检测，同时可以通过压力调控实现孔隙水置换，并且土样无需被扰动，进行完孔隙水盐分置换试验之后可马上进行固结压缩试验并取得相关数据。
Description
技术领域
本实用新型属于地下空间工程试验领域，主要涉及一种一种孔隙水盐分置换固结试验装置。
背景技术
目前关于滨海新区原状软黏土研究大多数没有考虑地下水盐分变迁对于土体工程性质的影响，少部分考虑孔隙水含盐量对于土样力学特性影响的试验多集中采用人工扰动重塑土和物理指标方面，缺乏对原状土工程特性的研究，而在重塑过程中土体压缩特性等方面本就受到扰动，对研究结果影响较大。基于上述理由非常有必要展开针对孔隙水盐分对软黏土力学特性的试验。但是目前并没有可以进行孔隙水盐分置换以及后续固结的试验装置。
传统的固结仪仅能进行固结试验，无法对土样进行孔隙水置换试验。传统的渗透仪可以测量土样的渗透系数，但是软黏土渗透系数非常小，且水平向和竖直向渗透系数与现场的实际受力状态一旦有误差，经常会造成常规的常水头或者变水头渗透试验对于软黏土的测试结果与真实值相差较大；且传统渗透仪由于功能所限，无法对试样施加可调控负压，也无法对土样中的孔隙水进行含量检测或者置换。
通过相关文献与专利检索，发现目前涉及传统固结试验装置改造的相关专利，主要思路集中在固结阶段的孔隙水压力量测。而涉及渗透和固结装置改造的相关专利，仅仅单纯将渗透盒和固结盒简单合二为一，对于渗透阶段仅保留原有渗透系数测量功能，没有考虑孔隙水盐分置换、水溶液成分含量检测以及施加可调控负压等方面的改造。同时，试验装置密封问题一直是困扰此类试验装置的未解决问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种孔隙水盐分置换固结试验装置，该装置可以施加可调控负压，也可以收集孔隙水进行含量检测，同时可以通过压力调控实现孔隙水置换。并且土样无需被扰动，进行完孔隙水盐分置换试验之后即刻可马上进行固结压缩试验并取得相关数据，为研究软黏土孔隙水含盐量对于土体力学性质影响提供保障。
为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：一种孔隙水盐分置换 固结试验装置,包括由底座、内环筒和加压活塞三者围成的盛放土样的空腔；其中，内环筒安装在底座内，加压活塞可以沿内环筒内壁进行上下往复运动，其特征在于：配有孔隙水盐分置换试验用装置；所述内环筒与底座的结合面上设置有密封圈，且内环筒的外壁上制有压台，通过旋拧底座上的紧固螺栓将底座和压台紧固，内环筒的内壁上制有两道用于放置有“O”形圈的U形槽；所述加压活塞顶部制有排气孔和排水孔均与盛放土样的空腔连通，且两道孔外部连通空气；所述底座上设置有两条通道，两条通道的一端均与盛放土样的空腔贯通，左侧通道的另一端安装三通阀门，并通过橡胶管连接用以控制孔隙水淋洗的外部水头和水箱，右侧通道的另一端出底座处安装排气阀门用来控制孔隙水淋洗开始时底座的排气；所述加压活塞与一抽滤瓶连接，该抽滤瓶顶部用硅胶塞封闭，且分别通过橡胶管与加压活塞和可抽负压气泵连接，橡胶管上分别连接控制阀门；所述孔隙水盐分置换试验用装置由可调式架杆和顶盖组成，可调式架杆由横杆和两根纵杆组成，横杆与顶盖连接。
上述底座底面中部制有定位槽。
上述加压活塞顶部为凹形面，面向透水石一侧充满细孔可用来排水排气。
上述底座的上表面和加压活塞的底面上均设置有透水石层，所述加压活塞顶部的排气孔和排水孔分别通过透水石层与盛放土样的空腔连通；所述底座内的两条通道的一端均自底座的底部延伸至透水石层，并通过透水石层与盛放土样的空腔贯通。
上述顶盖顶部是平的，面向土样的的一面均布设置细小孔隙用以排水排气。
本实用新型的优点体现在以下几个方面：
1、可进行孔隙水盐分置换试验；
2、可以施加可操控负压力，并能自由调控负压的数值；
3、容器密封性好，可以保证孔隙水置换过程中的所有孔隙水被完全收集，并可以借用辅助测量仪器对孔隙水溶液进行溶质、含量、PH值、电导率等测试；
4、土样装入装置后即可进行孔隙水置换及后续压缩固结试验，无需进行二次提取或扰动，试验数据较真实可考；
5、可以对同一土样进行循环荷载加荷，并进行渗透试验，试验数据取得较多，土样可以充分利用；
6、可以对同一装置进行顶盖更换，以达到孔隙水置换试验和土样压缩试验 自如转换的要求；
7、可以通过三通阀门或者双通阀门自由控制联通与阻断，方便连接多种外部仪器，自由量测试样变形、底部孔隙水压力消散；
8、能够收集土样在固结阶段排水量，便于进行进一步土样卸荷回弹规律研究。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是孔隙水盐分置换试验用装置示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型所述的孔隙水盐分置换固结试验装置，包括底座1、设置在底座内的内环筒2以及可以沿内环筒内壁进行上下往复运动的加压活塞3，底座1、内环筒2以及加压活塞3组成盛放土样的空腔4，在空腔4中放入待检测试样。以下对各个部件进行详细说明：
一、内环筒2的底面上设计有环形凹槽，内部设置密封圈5，内环筒2的外壁设计有压台6，通过旋拧在底座1的复合环台上的紧固螺栓环扣使其紧固在压台上，确保底座1和内环筒2之间的密封，内环筒内壁上还制有两道U形槽，其内放置有“O”形圈7。
二、加压活塞3顶部为凹形面，面向透水石一侧充满细孔可用来排水排气，以确保固结试验加荷系统的加压稳定；同时加压活塞顶部设置排气孔8和排水孔9，两道孔通过透水石层14连通内部盛放土样的空腔，外部连通空气，排气孔8作用是确保试样在加荷过程中排出孔隙中的气体，同时气体排出后可以利用螺母封堵；排水孔9的作用是确保与抽滤瓶通过橡胶管连接。
三、底座1上表面和加压活塞3的底面上均设置有透水石层14，用来阻断土样污染底座1和加压活塞3，同时可以确保孔隙水置换固结试验中孔隙水的流通和孔隙中气体的引导排出。
四、底座1内制有两道通道10、11。通道10的左端安装三通阀门12，并通过橡胶管连接用以控制孔隙水淋洗的外部水头17和水箱18，也可以连接其他孔隙水压力量测装置，且橡胶管上安装双通阀门21用以控制开通和阻断，右侧自底座1的底部延伸连接底部的透水石层14，并通过透水石层14与盛放土样的空腔4贯通。通道11的左端自底座1的底部延伸连接底座1底部的透水石层14， 并通过透水石层14与盛放土样的空腔4贯通，右端连接外部空间用以排放孔隙水盐分置换过程中伴随置换水溶液进入土体的部分气体，且安装双通阀门21用以控制开通和阻断。
底座1底面中部设置有定位槽15，同时设计有堵塞，方便放置在各类型固结仪上配合使用进行压缩固结试验。
五、抽滤瓶19顶部设置开口，用硅胶塞封闭，硅胶塞上有两处开口(开口直径9.5mm)，一个开口处上插10mm英制橡胶管，该橡胶管与加压活塞3上的排水孔9通过三通阀门21连接，用来自由控制加压活塞3和抽滤瓶19之间孔隙水在收集过程中压力的阻断与联通，抽滤瓶19用来收集施加负压对土样进行孔隙水盐分淋洗置换过程中的孔隙水溶液。另一个开口处通过10mm英制橡胶管与可调式可抽负压气泵20连接，橡胶管上安装三通阀门21、该阀门21用来自由控制气泵20和抽滤瓶19之间的阻断与联通。
六、本实用新型另配有孔隙水盐分置换试验用装置，该装置由可调式架杆16和顶盖22组成。在进行孔隙水盐分置换试验时，可采用可调式架杆16配合顶盖22替换掉加压活塞3进行相关试验。所述可调式架杆由横杆和两根纵杆组成，横杆上连接顶盖，顶盖顶部是平的，面向土样的的一面均布设置细小孔隙用以排水排气。所述顶盖上安装三通23用于与其他设备连接。
Claims (5)
1.一种孔隙水盐分置换固结试验装置,包括由底座、内环筒和加压活塞三者围成的盛放土样的空腔；其中，内环筒安装在底座内，加压活塞可以沿内环筒内壁进行上下往复运动，其特征在于：配有孔隙水盐分置换试验用装置；所述内环筒与底座的结合面上设置有密封圈，且内环筒的外壁上制有压台，通过旋拧底座上的紧固螺栓将底座和压台紧固，内环筒的内壁上制有两道用于放置有“O”形圈的U形槽；所述加压活塞顶部制有排气孔和排水孔均与盛放土样的空腔连通，且两道孔外部连通空气；所述底座上设置有两条通道，两条通道的一端均与盛放土样的空腔贯通，左侧通道的另一端安装三通阀门，并通过橡胶管连接用以控制孔隙水淋洗的外部水头和水箱，右侧通道的另一端出底座处安装排气阀门用来控制孔隙水淋洗开始时底座的排气；所述加压活塞与一抽滤瓶连接，该抽滤瓶顶部用硅胶塞封闭，且分别通过橡胶管与加压活塞和可抽负压气泵连接，橡胶管上分别连接控制阀门；所述孔隙水盐分置换试验用装置由可调式架杆和顶盖组成，可调式架杆由横杆和两根纵杆组成，横杆与顶盖连接。
2.根据权利要求1所述的一种孔隙水盐分置换固结试验装置,其特征在于：上述底座底面中部制有定位槽。
3.根据权利要求1所述的一种孔隙水盐分置换固结试验装置,其特征在于：上述加压活塞顶部为凹形面，面向透水石一侧充满细孔可用来排水排气。
4.根据权利要求1所述的一种孔隙水盐分置换固结试验装置,其特征在于：上述底座的上表面和加压活塞的底面上均设置有透水石层，所述加压活塞顶部的排气孔和排水孔分别通过透水石层与盛放土样的空腔连通；所述底座内的两条通道的一端均自底座的底部延伸至透水石层，并通过透水石层与盛放土样的空腔贯通。
5.根据权利要求1所述的一种孔隙水盐分置换固结试验装置,其特征在于：上述顶盖顶部是平的，面向土样的的一面均布设置细小孔隙用以排水排气。
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| CN105866384A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-17 | 天津城建大学 | 一种孔隙水盐分置换固结试验装置 |
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