CN205857255U - 一种自动真空预压排水固结模型试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动真空预压排水固结模型试验系统。本实用新型属于地基处理技术领域。一种自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：自动真空预压排水固结模型试验系统由真空机构、气水分离器、真空密封机构、监测机构组成，真空机构经气水分离器连通真空密封机构，真空密封机构由密封桶体和密封盖构成，真空密封机构设置土层沉降监测机构。本实用新型具有结构简单、使用方便、便于运输、性能可靠、节能环保等优点，而且能较全面的监测吹填土在真空预压试验过程中的物理力学性质时程变化特征，既可快速验证吹填土真空预压试验的可行性，还可为地基处理设计施工提供地基土强度增长时程关系、固结度、最终沉降量计算科学依据。

Description

一种自动真空预压排水固结模型试验系统

技术领域

本实用新型属于地基处理技术领域，特别是涉及一种自动真空预压排水固结模型试验系统。

背景技术

随着港口建设，大面积吹填造地正在快速发展。为了使新吹填的土地满足承载力、沉降的要求，则必须进行地基处理。真空预压地基处理技术对于处理吹填土地基有良好的效果，且经济上较合理，因而促进了真空预压地基处理技术在吹填土地基处理中的广泛应用。但真空预压地基处理技术并不是万能的，如何确定真空预压对于处理场地吹填土的适用性及处理效果，可以采取两种试验方式，一种是现场真空预压试验，需要的成本较高、而时间也较长，成果可靠；另一种是进行室内真空预压模型试验，需要的成本相对较低，时间也相对较短，成果也较可靠。

目前，真空预压模型试验装置有较多类型，大多都存在这样或那样的问题，如有的不能自由控制真空负压的大小、有的不能量测土中抽出的水量、有的不能监测土的物理性质的变化、大多都必须得用密封膜才能将土样密封、出膜装置复杂、设备比较笨重等等的问题。这些问题的存在，导致目前的真空预压试验装置设备笨重、安装不够简单、试验成果不够精细与全面、节能性差，因而限制了这些装置的推广应用。此外，由于试验装置的差异，也导致真空预压模型试验成果缺乏统一的可靠性等技术问题。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种自动真空预压排水固结模型试验系统。

本实用新型的目的提供一种具有结构简单、使用方便、便于运输、性能可靠、节能环保等特点的自动真空预压排水固结模型试验系统。而且能较全面的监测吹填土在真空预压试验过程中的物理力学性质时程变化特征，既可快速验证吹填土真空预压试验的可行性，还可为地基处理设计施工提供地基土强度增长时程关系、固结度、最终沉降量计算科学依据。

本实用新型主要是由四个部分组成的吹填土真空预压系统，其中全自动无油真空泵可在设定的真空负压区间保持稳定的负压，当压力高于该负压区间，则自动停泵，而压力低于该区间，则泵自动启动；气水分离器则能高效的将抽出的水和气进行分离，从而精确的得到抽出的水量，对于计算吹填土的压缩率等参数有重要意义；密封系统相对于以前的真空预压装置有较大的改进，没有采用土工膜密封，而是采用了软塑胶胎体，将塑胶胎体与密封盖进行固定连接，而塑胶胎体与桶体则采用内径稍小于桶体内径的带密封垫的卡环进行密封；监测系统包括监测密封盖下沉的百分表，监测土体内部沉降的分层沉降管、桶体壁上的可方便打开取土用的法兰等；密封盖上有方便内外抽真空管连接的快速插头，有分层沉降监测管伸出的圆孔，而该圆孔处的密封则采用波纹管底端与圆孔连接，上端与沉降管连接的方式，既保证了密封效果，又不影响密封盖的上下自由移动。

本实用新型自动真空预压排水固结模型试验系统所采取的技术方案是：

一种自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：自动真空预压排水固结模型试验系统由真空机构、气水分离器、真空密封机构、监测机构组成，真空机构经气水分离器连通真空密封机构，真空密封机构由密封桶体和密封盖构成，真空密封机构设置土层沉降监测机构。

本实用新型自动真空预压排水固结模型试验系统还可以采用如下技术方案：

所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：真空机构采用全自动控制无油真空泵，真空泵设定试验负压区间为0-101kpa；气水分离器将抽出的水气混合物进行水和气分离，水则保留在分离器底部。

所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：真空密封机构采用软塑胶胎体分别与密封桶体和密封盖连接，其中软塑胶胎体与密封盖采取螺栓密封连接，软塑胶胎体与密封桶体采取卡环式方便可拆卸连接密封。

所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：真空密封机构的密封盖设置沉降管，密封盖的沉降管口处采用能伸缩的波纹管进行密封，能伸缩的波纹管上部与沉降管连接，下部与密封盖密封连接，既保证桶体与密封盖的密封连接，又保证密封盖能自由上下移动。

所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：土层沉降监测机构包括监测土层表面的沉降的位移传感器、监测土中分层沉降的分层沉降仪，桶壁上带压采取样品的真空出口装置。

所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：监测土层表面的沉降的位移传感器为百分表。

所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特点是：密封盖设有抽真空管接出的快速插头，真空管通过排水板头连接密封机构内的排水板。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

自动真空预压排水固结模型试验系统由于采用了本实用新型全新的技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

监测数据全面：不仅能监测土层表面的沉降、土体的分层沉降，而且还能通过桶壁的法兰，取样监测土体在抽真空过程中的含水率、密度等的变化，此外通过气水分离器还能监测土体实际出水量。

密封方便：采用软塑胶胎体和波纹管的密封设计，不仅能保证密封效果，而且能保证密封盖自由上下移动，压在土层表面上。此外采取软塑胶胎体与密封盖固定密封连接，而桶体与软塑胶胎体采用卡环的连接方式，使拆卸非常方便，快捷。

节能：本实用新型采用的全自动无油真空泵，可在设定的区间内工作，当真空负压低于该区间的下限时，泵启动工作，而达到该区间的上限时，泵自动停止工作。从实际的使用效果可知，泵每天的实际工作时间不足一小时，能最大限度的节约电能。

设备轻巧，移动方便：真空泵、气水分离器和抽真空密封装置总共质量不足100kg，移动、搬运非常轻便，占用空间较小。

附图说明

图1是自动真空预压排水固结模型试验系统的真空密封系统结构示意图；

图2是图1的局部放大结构示意图；

图3是自动真空预压排水固结模型试验系统连接结构示意图。

图中，1－密封盖，2－法兰，3－可拆卸卡环，4－管口。5－密封圈，6－波纹管，7－密封圈，8－沉降管，9－磁环，10－底端密封，11－密封盖，12－真空管，13－排水板头，14－排水固结模型试验系统板，15－固定密封圈，16－软塑胶胎体，17－气水分离器，18－真空负压腔，19－真空表，20－控制盘，21－控制按钮，22－电机。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1、图2和图3。

实施例1

一种自动真空预压排水固结模型试验系统，由真空机构、气水分离器17、真空密封机构、监测机构组成。真空机构采用全自动控制无油真空泵，真空泵设定试验负压区间为0-101kpa；气水分离器17将抽出的水气混合物进行水和气分离，水则保留在分离器底部。真空机构经气水分离器17连通真空密封机构，真空密封机构由密封桶体和密封盖11构成，真空密封机构设置土层沉降监测机构。

真空密封机构采用软塑胶胎体16分别与密封桶体和密封盖11连接，其中软塑胶胎体16与密封盖采取螺栓密封连接，软塑胶胎体16与密封桶体采取卡环式方便可拆卸连接密封。真空密封机构的密封盖设置沉降管8，密封盖的沉降管口处采用能伸缩的波纹管6进行密封，能伸缩的波纹管6上部与沉降管9连接，下部与密封盖11密封连接，既保证桶体与密封盖11的密封连接，又保证密封盖11能自由上下移动。密封盖11设有抽真空管接出的快速插头，真空管12通过排水板头连接密封机构内的排水板。

土层沉降监测机构包括监测土层表面的沉降的百分表大量程位移传感器、监测土中分层沉降的分层沉降仪，桶壁上带压采取样品的真空出口装置，实时监测土的物理性质如含水率、密度等的变化。

本实施例的具体结构和工作过程：

自动真空预压排水固结模型试验系统真空系统、气水分离器、真空密封系统、监测系统组成。真空系统采用全自动无油真空泵，可设定0-101kpa以内任意区间，泵能自动保持负压在设定的区间内，达到该负压区间后，泵自动停止工作，低于该负压区间，泵则自动启动。真空预压系统的气水分离器，将气水分离器连接在真空泵和抽真空密封系统中间，将从土中抽出的水和气进行分离，并经气体排出，而水则保留在分离器底部，以供后续计算用。真空预压系统的抽真空密封系统，采用软塑胶胎体将密封盖和密封桶进行密封，其中密封盖与软塑胶胎体为固定密封连接，密封桶与软塑胶胎体采取卡环式方便可拆卸密封连接，不但保证密封效果，而且保证密封盖能随着泥面的下沉而自由下移。真空预压系统的监测系统，采用百分表监测土层表面(密封盖)的沉降，采用分层沉降仪监测土中的分层沉降，通过桶壁上的法兰取样监测土中含水率等物理性质的变化。真空预压系统的密封盖上具有使抽真空管接出的快速插头，使分层沉降管伸出的管口，并将该管口与底端密封的分层沉降管采用波纹管连接。

本实施例具有所述的结构简单、使用方便、便于运输、性能可靠、节能环保等积极效果，而且能较全面的监测吹填土在真空预压试验过程中的物理力学性质时程变化特征，改进了以往吹填土真空预压试验设备笨重、耗能、无法监控试验过程中土样物理力学性质的变化特征等缺陷，既可快速验证吹填土真空预压试验的可行性，还可为地基处理设计施工提供地基土强度增长时程关系、固结度、最终沉降量计算科学依据。

Claims (7)

1.一种自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：自动真空预压排水固结模型试验系统由真空机构、气水分离器、真空密封机构、监测机构组成，真空机构经气水分离器连通真空密封机构，真空密封机构由密封桶体和密封盖构成，真空密封机构设置土层沉降监测机构。

2.根据权利要求1所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：真空机构采用全自动控制无油真空泵，真空泵设定试验负压区间为0-101kpa；气水分离器将抽出的水气混合物进行水和气分离，水则保留在分离器底部。

3.根据权利要求1所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：真空密封机构采用软塑胶胎体分别与密封桶体和密封盖连接，其中软塑胶胎体与密封盖采取螺栓密封连接，软塑胶胎体与密封桶体采取卡环式方便可拆卸连接密封。

4.根据权利要求3所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：真空密封机构的密封盖设置沉降管，密封盖的沉降管口处采用能伸缩的波纹管进行密封，能伸缩的波纹管上部与沉降管连接，下部与密封盖密封连接，既保证桶体与密封盖的密封连接，又保证密封盖能自由上下移动。

5.根据权利要求1所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：土层沉降监测机构包括监测土层表面的沉降的位移传感器、监测土中分层沉降的分层沉降仪，桶壁上带压采取样品的真空出口装置。

6.根据权利要求5所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：监测土层表面的沉降的位移传感器为百分表。

7.根据权利要求1所述的自动真空预压排水固结模型试验系统，其特征是：密封盖设有抽真空管接出的快速插头，真空管通过排水板头连接密封机构内的排水板。