[发明专利]一种液化砂土表观粘度测量装置和方法

权利要求书

1.一种液化砂土表观粘度测量装置，包括振动台和固定在振动台上的模型箱，其特征在于：在模型箱内水平设置两根平行的导杆形成轨道，刚性球放置在轨道上，刚性球两端分别由连接动拉力传感器的牵引绳牵引；牵引绳与轨道平行并通过定滑轮组引出模型箱外，分别与动位移传感器相连后，再连接到正反转的调速电机上；所述的装置还包括模型箱中与刚性球同等高度处设置的动孔压传感器。

2.根据权利要求1所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述振动台激振方向与轨道方向垂直。

3.根据权利要求1或2所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的导杆表面平整光滑，与刚性球形成点接触。

4.根据权利要求1或2所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的导杆之间的距离可调节。

5.根据权利要求1或2所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的导杆由轨道支架固定在模型箱内。

6.根据权利要求5所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的轨道支架分别固定在模型箱的两个侧面上，轨道支架上设置一组距离不等的孔，导杆固定在等高的孔中。

7.根据权利要求1或2所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的刚性球包括一组不同直径的钢球。

8.根据权利要求1或2所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的定滑轮组至少包括分别固定在轨道两端等高处的两只定滑轮。

9.根据权利要求1或2所述的表观粘度测量装置，其特征在于：所述的调速电机最大转速为8r/min。

10.一种使用权利要求1所述装置测量饱和砂土液化后表观粘度的方法，包括以下步骤：

(1)刚性球放置在轨道支架上，在刚性球两端分别用牵引绳将刚性球与动拉力传感器连接，并将牵引绳穿过定滑轮组引至模型箱外，分别连接动位移传感器后固定在调速电机的出轴上；

(2)在模型箱内部铺设砂土，砂土铺设后使之达到饱和，使砂土固结；

(3)将模型箱固定在振动台上，开启振动台进行激振，使得模型箱中的饱和砂土达到液化状态；

(4)开启调速电机，电机转动带动牵引绳运动，使得刚性球在轨道上作水平运动，并 测量刚性球匀速运动过程中的位移和所受到的阻力；

(5)将电机反转，使刚性球向相反的方向运动，测量刚性球匀速运动过程中的位移和所受到的阻力；

(6)根据下式，计算液化后砂土的表观粘度：

式中，F为刚性球所受的阻力，a为刚性球的直径，v为刚性球匀速运动的速度。