CN215726619U - 一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，涉及电渗联合盐溶液注入的软土快速固化技术领域。本实用新型包括试验台和安装在其上的电渗槽，在电渗槽内竖向安装有两个排水板，两个排水板的长度均与电渗槽的宽度一致；两个排水板将电渗槽分隔为三个腔室，分别为阳极腔室、土体腔室和阴极腔室，土体腔室位于阳极腔室和阴极腔室之间，排水板上开设有排水孔，阴极腔室与阳极腔室的底部均开设有排水口；土体腔室内可拆卸安装有土体取样机构。本实用新型在电渗试验结束后，可以将土体取样机构从电渗槽内取出，在减小扰动的情况下得到固结后的土样，解决了电渗试验处理后的实验土体难以采样的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电渗联合盐溶液注入的软土快速固化技术领域，更具体地说是一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置。
背景技术
随着铁路事业的发展，填海造路形成了一种趋势，软黏土地基日益增多，因此出现了很多排水固结技术。相比于传统的真空预压、堆载预压等软土加固方法，电渗法具有施工效率高、周期短、费用低等优点，有广阔的发展潜力和应用前景。常规的电渗装置是固定的，电渗法处理后的固化土难于取出制样，在取样过程中容易对土体造成较大扰动，影响后续参数测定；难以同时测量电势梯度、电流、排水量、沉降等相关数据；废水堆积不利排出，影响排水速率。
现有室内模拟电渗排水的方法主要有两种：直接电渗排水和电渗联合盐溶液排水(通过在阴阳极加入盐溶液加快排水效果)。
直接电渗法操作简单，可模拟土体在电渗作用下固结排水的过程，但电渗效率低，土体裂缝分布不均匀，强度分布差异大。加盐溶液电渗法可模拟土体在对应的盐溶液下的电渗过程，土体强度分布更加均匀，采用这两种方法在室内试验中都存在废水堆积不便排出的问题，在电渗加固后，都不便从装置中取样，都难以一次性测得电势梯度、电流、排水量的变化。
实用新型内容
针对现有的实验装置中存在的废水堆积不便排出，在电渗加固后，不便取样的问题，本实用新型设计了一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，在现有的电渗试验装置上进行了改进，增设了土体取样机构，土体取样机构可拆卸安装在电渗槽内，在电渗试验结束后，可以将土体取样机构从电渗槽内取出，在减小扰动的情况下得到固结后的土样，解决了电渗试验处理后的实验土体难以采样的问题。
另外，阴极腔室和阳极腔室的底部设有找坡，对废水的流出具有导向作用，有利于废水从两个腔室的排水口处排出，解决了现有的实验中存在的废水堆积不便排出的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，包括试验台和安装在其上的电渗槽，在电渗槽内竖向安装有两个排水板，两个排水板的长度均与电渗槽的宽度一致；两个排水板将电渗槽分隔为三个腔室，分别为阳极腔室、土体腔室和阴极腔室，土体腔室位于阳极腔室和阴极腔室之间，排水板上开设有排水孔，阴极腔室与阳极腔室的底部均开设有排水口；土体腔室内可拆卸安装有土体取样机构。
进一步的技术方案，土体取样机构包括两个L形内胆和平板玻璃，L形内胆包括竖直段和水平段，水平段的长度为土体腔室宽度的一半，水平段的宽度与土体腔室的长度相同，竖直段的高度高于土体腔室的高度；平板玻璃安装在两个L形内胆的水平段的上方。
进一步的技术方案，排水板上开设有多个排水孔，多个排水孔在排水板上沿着排水板的长度方向和宽度方向等间距分布。
进一步的技术方案，阳极腔室和阴极腔室的底部均设有找坡。
进一步的技术方案，在土体腔室的顶部安装有用于检测土体沉降的位移传感器。
进一步的技术方案，阴极腔室的中部设有排水管道，排水管道上安装有止水开关。
进一步的技术方案，在土体腔室和L形内胆上开设有一个或多个电势测孔，L形内胆上的电势测孔的位置与土体腔室上的电势测孔的位置一致，电势测孔内安插有电势测针。
进一步的技术方案，电渗试验装置还包括电流、电势采集盒和移动电源，电势测针与电流、电势采集盒通过导线连接，移动电源用于给电流、电势采集盒供电。
进一步的技术方案，在靠近阴极腔室的排水板接触土体的一侧安装有阴极网状电极板，在靠近阳极腔室的排水板接触土体的一侧安装有阳极网状电极板，阴极网状电极板与移动电源的负极电连接，阳极网状电极板与移动电源的阳极电连接。
进一步的技术方案，阴极网状电极板与靠近阴极腔室的排水板之间设有滤纸，阳极网状电极板与靠近阴极阳极腔室的排水板之间设有滤纸。
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本实用新型的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，土体取样机构可拆卸安装在电渗槽内，在电渗试验结束后，可以将两个L形内胆取出并分离，在减小扰动的情况下得到固结后的土样，用于分析加固后软土的力学性质，解决了电渗试验处理后的实验土体难以采样的问题。
(2)本实用新型的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，位于土体腔室两侧的排水板上均匀布有排水孔，利于盐溶液中的离子在电流的作用下流入土体，形成胶粒，进而对土体有加固的效果。
(3)本实用新型的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，阴极腔室和阳极腔室的底部设置的找坡，对废水的流出形成导向作用，有利于废水从两个腔室的排水口处排出，解决了现有的实验中存在的废水堆积不便排出。
(4)本实用新型的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，利用位移传感器和电流、电势采集盒，可以一次性测出土体沉降、电势梯度、电流、排水量的变化。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为图1中的A-A向剖视图；
图3为本实用新型的电渗槽的主视图。
图中标号表示为：
1、试验台；
2、电渗槽；21、阳极腔室；22、土体腔室；221、电势测孔；23、阴极腔室；
3、排水板；31、排水孔；
4、排水口；
5、L形内胆；51、竖直段；52、水平段；
6、平板玻璃；7、找坡；8、阴极网状电极板；9、阳极网状电极板；10、电流、电势采集盒；11、移动电源；12、止水开关；13、位移传感器。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。
实施例
本实施例的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，如图1和图3所示，包括试验台1和安装在其上的电渗槽2，在电渗槽2内竖向安装有两个排水板3，电渗槽2的形状为方形无盖槽，排水板3的形状为长方形，两个排水板3的长度均与电渗槽2的宽度一致，排水板3的长度与电渗槽2的高度相同。
如图1所示，两个排水板3将电渗槽2分隔为三个腔室，分别为阳极腔室21、土体腔室22和阴极腔室23，土体腔室22位于阳极腔室21和阴极腔室23之间，土体腔室22用于盛放试验土体，阳极腔室21和阴极腔室23用于盛放盐溶液，形成完整的物料盛放系统。
如图2所示，排水板3上开设有多个排水孔31，多个排水孔31在排水板2上沿着排水板3的长度方向和宽度方向等间距分布，阳极腔室21和阴极腔室23中的盐溶液通过排水孔31在土体腔室22中的土体内流动，均匀分布的排水孔31有利于盐溶液中离子在电流的作用下流入土体，形成胶粒，进而对土体有加固的效果。
阴极腔室23的中部设有排水管道，排水管道上安装有止水开关12。阴极腔室23与阳极腔室21的底部均开设有排水口4，阴极腔室23与阳极腔室21的底部还设有找坡7，找坡7对废水的流出具有导向作用，有利于废水从阴极腔室23与阳极腔室21的排水口4处排出，解决了现有的实验中存在的废水堆积不便排出。
需要特别说明的是，土体腔室21内可拆卸安装有土体取样机构，土体取样机构包括两个L形内胆5和平板玻璃6。L形内胆5包括竖直段51和水平段52，水平段52的长度为土体腔室22宽度的一半，水平段52的宽度与土体腔室22的长度相同，竖直段51的高度高于土体腔室22的高度。2个L形内胆5拼接安装在土体腔室22内，平板玻璃6安装在两个L形内胆5的水平段52的上方，试验土体放置在平板玻璃6的上方，电渗试验结束后，只需要用手捏住位于土体腔室22外的两个2个L形内胆5的上方，即可将固结的试验土体取出。
如图3所示，在土体腔室22和L形内胆5上开设有一个或多个电势测孔221，L形内胆5上的电势测孔221的位置与土体腔室22上的电势测孔221的位置一致，电势测孔221内安插有电势测针。电势测针与电流、电势采集盒10通过导线连接，移动电源11用于给电流、电势采集盒10供电。在土体腔室22的顶部安装有多个位移传感器13，位移传感器13在土体腔室22的顶部等间距分布。电势测针、电流、电势采集盒10可全程监测土体内电势梯度与电流的变化，位移传感器13可监测土体的沉降情况，形成数据监测系统。
在靠近阴极腔室23的排水板3接触土体的一侧安装有阴极网状电极板8，并且，在阴极网状电极板8与排水板3之间安装有滤纸，防止土体渗入阴极腔室23内。在靠近阳极腔室21的排水板3接触土体的一侧安装有阳极网状电极板9，并且，在阳极网状电极板9与排水板3之间安装有滤纸，防止土体渗入阳极腔室21内。阴极网状电极板8与移动电源11的负极电连接，阳极网状电极板9与移动电源11的阳极电连接，形成导电回路。
本实用新型的使用步骤为：将整个装置洗刷干净后需擦拭干净，将两个L形内胆5拼接放置在电渗槽2的土体腔室22中，平板玻璃6放置于L形内胆5的水平段上，在L形内胆5的内侧壁涂抹凡士林以减小侧壁摩擦，将排水板3、滤纸、阳极电极板9和阴极电极板8分别放置在电渗槽2中的相应位置。关闭阴极腔室23中部的止水开关12，并在阴极腔室23和阳极腔室21内分别注入相应的盐溶液，之后在土体腔室22内放置试验土体，并对试验土体进行振捣排出气泡。在土体上方上面放置位移传感器13，用于测量试验土体的沉降，在电势测孔221内放置钛合金针作为电势测针连接导线与电势、电流采集盒16来测量电势，阴极网状电极板8和阳极网状电极板9通过导线与电流、电势采集盒10、移动电源11进行串联，形成导电回路。打开止水开关12和移动电源11进行电渗试验，根据需要可适时打开阴极腔室23和阳极腔室21底部的排水口4排出废水。
本实用新型还可根据试验需要调整电压的大小以及加入盐溶液的浓度和方式，可实现在室内模拟电化学方法加固软土的过程，进而评价不同电势，不同盐溶液浓度的加固效果，评估土体的电渗的排水效果。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，包括试验台(1)和安装在其上的电渗槽(2)，其特征在于：在电渗槽(2)内竖向安装有两个排水板(3)，两个排水板(3)的长度均与电渗槽(2)的宽度一致；两个排水板(3)将电渗槽(2)分隔为三个腔室，分别为阳极腔室(21)、土体腔室(22)和阴极腔室(23)，所述土体腔室(22)位于阳极腔室(21)和阴极腔室(23)之间，所述排水板(3)上开设有排水孔(31)，阴极腔室(23)与阳极腔室(21)的底部均开设有排水口(4)；所述土体腔室(22)内可拆卸安装有土体取样机构。
2.根据权利要求1所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：所述土体取样机构包括两个L形内胆(5)和平板玻璃(6)，所述L形内胆(5)包括竖直段(51)和水平段(52)，水平段(52)的长度为土体腔室(22)宽度的一半，水平段(52)的宽度与土体腔室(22)的长度相同，竖直段(51)的高度高于土体腔室(22)的高度；平板玻璃(6)安装在两个L形内胆(5)的水平段(52)的上方。
3.根据权利要求2所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：所述阳极腔室(21)和阴极腔室(23)的底部均设有找坡(7)。
4.根据权利要求3所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：在土体腔室(22)的顶部安装有用于检测土体沉降的位移传感器(13)。
5.根据权利要求4所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：所述阴极腔室(23)的中部设有排水管道，排水管道上安装有止水开关(12)。
6.根据权利要求5所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：在土体腔室(22)和L形内胆(5)上开设有一个或多个电势测孔(221)，L形内胆(5)上的电势测孔(221)的位置与土体腔室(22)上的电势测孔(221)的位置一致，所述电势测孔(221)内安插有电势测针。
7.根据权利要求6所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：电渗试验装置还包括电流、电势采集盒(10)和移动电源(11)，所述电势测针与所述电流、电势采集盒(10)通过导线连接，所述移动电源(11)用于给所述电流、电势采集盒(10)供电。
8.根据权利要求7所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：在靠近阴极腔室(23)的排水板(3)接触土体的一侧安装有阴极网状电极板(8)，在靠近阳极腔室(21)的排水板(3)接触土体的一侧安装有阳极网状电极板(9)，阴极网状电极板(8)与移动电源(11)的负极电连接，阳极网状电极板(9)与移动电源(11)的阳极电连接。
9.根据权利要求8所述的一种便于取样并减少试样扰动的可拆卸电渗试验装置，其特征在于：所述阴极网状电极板(8)与靠近阴极腔室(23)的排水板(3)之间设有滤纸，阳极网状电极板(9)与靠近阴极阳极腔室(21)的排水板(3)之间设有滤纸。
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